Тягодутьевой тракт котельных

Тягодутьевые машины — устройства, обеспечивающие принудительное (не зависящее от разницы плотностей нагретых газов в системе и наружного воздуха) перемещение воздуха и дымовых газов в технологических системах котельных установок, промышленных печей и других системах сжигания топлива в топках. В настоящее время, как правило, представляют собой ротационные лопастные нагнетательные машины с 1—2 ступенями, повышающие давление среды на 0,7—3 кПа[1]. Если требуется большее повышение давления и большее число ступеней, говорят уже о компрессорной технике. Применение Тягодутьевые машины позволяют обеспечить горение топлива вне зависимости от внешних условий, влияющих на тягу. Топки и другие элементы газовоздушного тракта топливопотребляющих установок можно сделать более компактными, отказаться от высоких труб (для паровозов и крупных энергетических котлов устроить естественную тягу достаточной силы было бы очень сложно). Рециркуляция газов, применяемая в современных установках, без специальной машины была бы невозможна. Работа некоторых типов горелок невозможна без принудительной подачи воздуха под давлением (нагнетатель может быть встроен в горелку); принудительное дутьё позволяет распределить подачу воздуха по зонам горения оптимально, без него немыслимо сжигание в кипящем слое.

В небольших установках (бытовых печах, маломощных котлах на жидком и газообразном топливе или со слоевым сжиганием твёрдого топлива) применение тягодутьевых машин может быть неоправданно — они усложняют конструкцию и требуют энергии (как правило, электрической) для своей работы.

Вентиляторы перемещают воздух, забираемый в установку снаружи.

Дымососы работают над продуктами сгорания, удаляемыми из установки. Также в некоторых котлах на газообразном и жидком топливе есть специальные дымососы, возвращающие часть дымовых газов в топку для подавления окислов азота.

Внешне дымосос можно отличить от вентилятора по наличию на нём теплоизоляции.

Чем меньше объём перекачиваемой среды, тем меньше работа машины, а объём газов зависит от температуры. Поэтому вентиляторы стремятся поставить перед любыми устройствами подогрева воздуха (кроме необходимых для предотвращения обмерзания машины), а дымосос — после всех поверхностей нагрева, отбирающих теплоту от газов. Поскольку уходящие газы, как правило, значительно теплее воздуха, а их массовый и молярный расход больше, дымососы требуют большей энергии на привод, чем вентиляторы, на одной и той же технологической установке.

Условия работы дымососов гораздо тяжелее, чем у вентиляторов, по причине коррозионной активности дымовых газов, содержания в них абразивных золовых частиц, проскакивающих через улавливатели (для твердотопливных котлов), высоких температур, его износ часто происходит очень быстро. Проще было бы для создания принудительного движения газов обойтись только вентиляторами. Однако, если тяга трубы не позволяет поддерживать по всему газовому тракту давление ниже наружного (котёл с наддувом), для предотвращения утечек газов в котельное помещение при этом требуется делать топку и тракт газоплотными (герметичными). Крупные установки работают, как правило, с уравновешенной тягой — совместная работа вентиляторов и дымососов поддерживает в топке давление около атмосферного, в воздушном тракте наддув и в газовом тракте разрежение. Газовый тракт всё равно при этом стремятся сделать по возможности газоплотным, поскольку присасываемый воздух создаёт дополнительную нагрузку на дымососы.

19. Теплоизоляция КУ.

Обмуровка котла представляет собой систему ограждений, отделяющую топку и газоходы котлоагрегата от окружающей среды. Обмуровка применима в котлах, которые не имеют цельносварных газоплотных экранов. Ее назначение заключается в направлении потока дымовых газов внутри котлоагрегата, в уменьшении теплопотерь в окружающую среду и в предупреждении присоса воздуха извне в газоходы котла при возникновении разрежения или в случае выбивания дымовых газов в котельной. Обмуровка котла призвана поддерживать на надлежащем уровне температурный режим наружных поверхностей котла и удельные теплопотери в окружающую среду. Таким образом, плотность обмуровки влияет на экономичность работы котла и на его КПД. Чтобы избежать присосов воздуха, обмуровка котла обычно закрывается снаружи, для этого используется обшивка из стальных листов, либо уплотнитель, штукатурка или эластичная обмазка. Конструкция обмуровки котла является комбинированной системой из многих элементов: кирпич, огнеупорные плиты, материалы-изоляты, скрепляющие металлические части, уплотнительные обмазки, металлическая обшивка и другие.

Обмуровка котла подразделяется на следующие типы:

Тяжелая. Стеновая обмуровка, которая опирается непосредственно на фундамент. Применяется для маломощных котлов при высоте стен до 12 м. Этот вид обмуровки выполняется из красного кирпича и прост по конструкции, но из-за сложности в монтаже и значительной массы (до 1200 кг на 1м² кладки) неприменим для котлов средней и большой производительности.

Облегченная. Обмуровка закрепляется на каркасе агрегата, в ней используется шамотный и красный кирпич, а также изоляционные материалы (кирпич диатомитовый, вермикулит, шлаковая вата и др.). Масса этой обмуровки составляет до 400 кг на 1м ² кладки, поэтому при использовании разгрузочных поясов и установленных на каркасе котла кронштейнов может быть изготовлена многоярусная обмуровка вплоть до необходимой высоты.

Легкая. В обмуровке применяются шамобетонные или жаростойкие бетонные плиты, теплоизоляционные плиты, металлическая обшивка или уплотнительная обмазка. Накаркасная обмуровка обладает преимуществами, к которым можно причислить небольшую массу и легкость монтажа, недостатком является затруднительность ремонта и обеспечение плотности конструкции. Натрубная обмуровка выполняется последовательно наносимыми на поверхности нагрева отдельными слояси, либо представляет собой плит-панели с теплоизоляционными и огнеупорными слоями, которые устанавливаются на поясах жесткости, которые закреплены на трубах.

20. Вредные составляющие продуктов сгорания. Источниками загрязнения атмосферы дымовыми газами – продуктами сгорания являются практически все тепловые двигатели и установки, сжигающие углеводородное топливо.

Между тем в реакциях окисления участвует только кислород воздуха, а все другие компоненты выбрасываются в воздушный бассейн в виде экологически опасных загрязнителей, преобладающими из которых являются оксиды и диоксиды азота, называемые «воздушными». В объеме горения весь воздух нагревается до температуры сгорания, часть его окисляет компоненты топлива, а избыток в виде горячих газов выбрасывается в атмосферу, являясь причиной теплового загрязнения и повышенного выхода вредных «воздушных» компонентов в составе дымовых газов.

Углеводородное топливо, в свою очередь, поставляет в зону горения все химические вещества, соединения и элементы, содержащиеся в его составе. Элементарный состав горючей части углеводородного топлива в основном одинаков, однако структура топлива различна, а его химический состав включает примеси, характерные для мест добычи (геологические особенности местности) и технологии получения данного вида топлива. Так, газообразное топливо поставляет в зону горения углерод и азотсодержащие соединения.

Жидкое топливо, в зависимости от вида и качества, дополнительно вносит в зону горения серу и элементы, содержащиеся в механических примесях (ванадий, железо, кальций, натрий и др.) и в присадках (магний, марганец, свинец и др.). И, наконец, твердое топливо наряду с вышеуказанными элементами добавляет в зону горения примеси, которые могут включать алюминий, титан, барий, фосфор, мышьяк, сурьму, кадмий, ртуть, селен, олово, никель и другие элементы. Химические элементы, поставляемые в зону горения топливом, принято называть «топливными». Топливные элементы преобразуются в химические производные уже при температурах 600-700 °С на начальном этапе горения.

Кроме того, при работе любой установки и двигателя выбрасывается около 1,0-2,0 процента потребляемого топлива, которое оседает на поверхностях (земли, воды, деревьев и т.п.) в виде несгоревших углеводородов, сажи, пыли и золы.

Дымовые газы имеют неприятный запах и оказывают вредное, а порой смертельное воздействие на организм человека, флору и фауну. Газовое и тепловое загрязнение воздушного бассейна способствует образованию кислотных дождей, задымлению атмосферы, изменяет характер облачности, что приводит к усилению парникового эффекта.

Газы энергетических установок загрязняют воздух и территорию (акваторию) в районах их расположения. Значительные выбросы вредных компонентов в атмосферу происходят при запуске, прогреве и смене режимов работы установок и двигателей.

Наибольшую опасность для человека и живых организмов представляют компоненты, вызывающие раковые заболевания, это канцерогенные вещества, представленные в дымовых и выхлопных газах полициклическими ароматическими углеводородами (СХНY).

К числу обладающих большей канцерогенной активностью, в первую очередь, следует отнести 3,4 бенз(а)пирен (С20Н12), который образуется при нарушении организации процесса горения. Наибольший выход канцерогенных веществ, в частности 3,4 бенз(а)пирена, наблюдается на нестационарных и переходных режимах.[3]

Основные загрязняющие вещества

Диоксид серы, или сернистый ангидрид (сернистый газ).

Наиболее широко распространенное соединение серы – сернистый ангидрид (SO2) – бесцветный газ с резким запахом, примерно вдвое тяжелее воздуха, образующийся при сгорании серосодержащих видов топлива (в первую очередь угля и тяжелых фракций нефти)

Сернистый газ особенно вреден для деревьев, он приводит к хлорозу (пожелтению или обесцвечиванию листьев) и карликовости. У человека этот газ раздражает верхние дыхательные пути, так как легко растворяется в слизи гортани и трахеи. Постоянное воздействие сернистого газа может вызвать заболевание дыхательной системы, напоминающее бронхит. Сам по себе этот газ не наносит существенного ущерба здоровью населения, но в атмосфере реагирует с водяным паром с образованием вторичного загрязнителя – серной кислоты (Н2SО4). Капли кислоты переносятся на значительные расстояния и, попадая в легкие, сильно их разрушают. Наиболее опасная форма загрязнения воздуха наблюдается при реакции сернистого ангидрида с взвешенными частицами, сопровождающейся образованием солей серной кислоты, которые при дыхании проникают в легкие и там оседают.[1]

Оксид углерода, или угарный газ

Очень ядовитый газ без цвета, запаха и вкуса. Он образуется при неполном сгорании древесины, ископаемого топлива, при сжигании твердых отходов и частичном анаэробном разложении органики. Примерно 50% угарного газа образуется в связи с деятельностью человека, в основном в результате работы двигателей внутреннего сгорания автомобилей.

В закрытом помещении (например, в гараже), наполненном угарным газом, снижается способность гемоглобина эритроцитов переносить кислород, из-за чего у человека замедляются реакции, ослабляется восприятие, появляются головная боль, сонливость, тошнота. Под воздействием большого количества угарного газа может произойти обморок, случиться кома и даже наступить смерть.[1]

Взвешенные частицы

Взвешенные частицы, включающие пыль, сажу, пыльцу и споры растений и пр., сильно различаются по размерам и составу. Они могут либо непосредственно содержаться в воздушной среде, либо быть заключены в капельках, взвешенных в воздухе (аэрозоли). В целом за год в атмосферу Земли поступает около 100 млн. т. аэрозолей антропогенного происхождения. Это примерно в 100 раз меньше, чем количество аэрозолей естественного происхождения – вулканических пеплов, развеваемой ветром пыли и брызг морской воды. Примерно 50% частиц антропогенного происхождения выбрасывается в воздух из-за неполного сгорания топлива на транспорте, заводах, фабриках и тепловых электростанциях. По данным Всемирной организации здравоохранения, 70% населения, живущего в городах развивающихся стран, дышит сильно загрязненным воздухом, содержащим множество аэрозолей.

Летучие органические соединения (ЛОС)

Это ядовитые пары в атмосфере. Они являются источником множества проблем, в том числе мутаций, нарушений дыхания и раковых заболеваний, и, кроме того, играют главную роль при образовании фотохимических окислителей. Антропогенные источники выбрасывают в атмосферу множество ядовитых синтетических органических веществ, например, бензол, хлороформ, формальдегид, фенолы, толуол, трихлорэтан и винилхлорид. Основная часть этих соединений поступает в воздух при неполном сгорании углеводородов автомобильного топлива, на теплоэлектростанциях, химических и нефтеперегонных заводах.[1]

Окислы азота NOx

Оксид (NO) и диоксид (NO2) азота образуются при сгорании топлива при очень высоких температурах (выше 650о С) и избытке кислорода. В дальнейшем в атмосфере оксид азота окисляется до газообразного диоксида красно-бурого цвета, который хорошо заметен в атмосфере большинства крупных городов. Основными источниками диоксида азота в городах являются выхлопные газы автомобилей и выбросы теплоэлектростанций (причем использующих не только ископаемые виды топлива). Кроме того, диоксид азота образуется при сжигании твердых отходов, так как этот процесс происходит при высоких температурах горения. Также NO2 играет не последнюю роль при образовании фотохимического смога в приземном слое атмосферы.[2]

Озон О3

Озон образуется при расщеплении либо молекулы кислорода (О2) либо диоксида азота (NО2) с образованием атомарного кислорода (О), который затем присоединяется к другой молекуле кислорода. В этом процессе участвуют углеводороды, связывающие молекулу оксида азота с другими веществами. Хотя в стратосфере озон играет важную роль как защитный экран, поглощающий коротковолновую ультрафиолетовую радиацию, в тропосфере он как сильный окислитель разрушает растения, строительные материалы, резину и пластмассу. Озон имеет характерный запах, служащий признаком фотохимического смога. Вдыхание его человеком вызывает кашель, боль в груди, учащенное дыхание и раздражение глаз, носовой полости и гортани. Воздействие озона приводит также к ухудшению состояния больных хроническими астмой, бронхитами, эмфиземой легких и страдающих сердечно-сосудистыми заболеваниями.[1]

Двуокись углерода СО2

Неядовитый газ. Но увеличение концентрации техногенного углекислого газа в атмосфере является одной из главных причин наблюдающегося потепления климата, что связано с парниковым эффектом этого газа.[2]

21. Водоподготовка. Как достигается глубокое умягчение воды.

При круговом движении воды в природе она поглощает на своем пути различные соединения: соли, механические примеси, органические и неорганические вещества, а также различные газы (кислород, углекислый, сернистый). В зависимости от времени года состав воды меняется. Примеси, содержащиеся в природной воде, условно подразделяют на три группы:

1) механические примеси – взвешенные вещества в виде частиц песка, глины и т.п., с размером от 0,2 мкм и выше, способные отстаиваться;

2) коллоидно-растворимые примеси – соединения железа, алюминия, кремния и других, которые не отстаиваются;

3) истинно растворенные примеси, состоящие из электролитов – положительно заряженных катионов и отрицательно заряженных анионов, а также не электролитов – газов. Сырая вода для питания котлов и подпитки теплосети непригодна, так как при нагревании из нее выделяются коррозионно-активные газы и примеси, при наличии которых котлы зарастают накипью и забиваются шламом. Это приводит к нарушению теплового (снижается коэффициент теплопередачи от топочных газов к воде или пару) и гидродинамического (увеличивается гидравлическое сопротивление контуров циркуляции) режимов работы котлов. Усиливается коррозия и пережог поверхностей нагрева, увеличиваются потери теплоты с уходящими топочными газами, снижается КПД, увеличивается расход топлива.

В котельной выполняют четыре основных этапа водоподготовки:

1) фильтрация и коагуляция воды – удаление из воды механических и коллоидно-растворимых примесей;

2) умягчение – удаление из воды накипеобразующих солей жесткости;

3) деаэрация – удаление из воды коррозионно-активных газов;

4) продувка – поддержание в котловой воде постоянного солесодержания и щелочности.

Существует более десяти показателей качества воды в котельной.

Причем они различны для питания паровых и водогрейных котлов, подпитки теплосети и прочих нужд.

Основные показатели качества воды в котельной.

1. Прозрачность по шрифту – показывает видимость эталонного образца, погруженного в воду (см).

2. Сухой остаток – характеризует содержание растворенных и коллоидных неорганических и частично органических примесей. Примеси минерального и органического происхождения получают при выпаривании 1 кг воды и просушке его в сушильном шкафу при 110 °С (мг/кг). Если этот

остаток прокаливать при 800 °С, то потери остатка будут условно характеризовать содержание в воде органических веществ, т.е. общее солесодержание. Чем выше сухой остаток и солесодержание, тем хуже качество во-

ды.

3. Общая жесткость воды (мг-экв/кг; г-экв/м3) определяется суммарным содержанием в ней катионов кальция и магния и выражается в миллиграмм-эквивалентах на 1 кг воды; 1 мг-экв/кг соответствует содержанию в 1 кг воды 20,04 мг катионов Са2+ или 12,16 мг катионов Ма2+. Различаю карбонатную и некарбонатную жесткость воды.

Карбонатная, или временная, жесткость Жк определяется по содержанию в воде бикарбонатов кальция и магния [Са(НСО3)2; Мg(НСО3)2], которые при нагревании воды до 60…70 °С переходят в котловой воде в карбонаты, выпадающие в виде шлама и накипи и дающие газ СО2.

Некарбонатная жесткость Жнк характеризуется содержанием хлористых СаСl2, МаСl2, сернокислых СаSО4, МgSО4, кремнекислых СаSiО2, МgSiО3, азотнокислых, фосфорнокислых и других солей, которые при кипячении воды не выпадают в осадок. Общая жесткость: Жо = Жк + Жнк. Иногда пользуются понятием жесткости кальциевой и магниевой Жо = ЖСа+ ЖМg. Воду считают мягкой, если ее жесткость доходит до 2 мг-экв/кг; средней – от 2 до 5; жесткой – от 5 до 10 и очень жесткой – более 10.

4. Щелочность воды характеризуется содержанием в ней щелочных соединений: гидратов, карбонатов, бикарбонатов, фосфатов, окисей натрия, кальция, магния. Общая щелочность Щобщ = Щг + Щк + Щб. Относительной щелочностью воды называется общая щелочность, отнесенная к сухому

остатку и выраженная в процентах. Щелочность котловой воды в определенных пределах полезна, так как парализует вредное коррозирующее воздействие на металлическую стенку растворенных в воде газов: кислорода и углекислоты. Однако чрезмерная щелочность воды вызывает ее вспенивание и частичное выбрасывание вместе с паром, что может вызвать гидравлический удар в паропроводе.

5. Кремнесодержание характеризует общую концентрацию в воде различных соединений кремния в мкг/кг.

6. Концентрация водородных ионов. В воде происходит непрерывная диссоциация молекул воды, при которой в 1 кг воды содержится одна десятимиллионная (10 −7) грамма иона водорода (Н+) и столько же гидроксильных ионов (ОН−). При уменьшении концентрации ионов водорода меняется концентрация гидроксильных ионов, поскольку (Н+)⋅(ОН−) = соnst. Реакцию воды принято выражать отрицательным логарифмом активности ионов водорода pН = –lg H. При pН = 7 среда нейтральная; pH < 7 – среда кислая; pН > 7 – среда щелочная.

7. Содержание коррозионно-активных газов в воде характеризуется содержанием в ней кислорода и углекислого газа в мг/кг.

8. Соединения железа, меди, нитритов и нитратов (мкг/кг), масла и тяжелые нефтепродукты (мг/кг).

Основные показатели качества питательной воды для котельных агрегатов приведены в разделе 8.2 [11]. Для водотрубных паровых котлов с давлением пара до 4 МПа (40 кгс/см2) основные показатели приведены в

табл. 9.1, где в числителе указаны значения для котлов, работающих на жидком топливе, а в знаменателе на природном газе.

Умягчить воду – значит снизить ее жесткость или удалить из нее на кипеобразующие катионы Са и Мg. Для этого нужна докотловая или внутрикотловая обработка воды. Внутрикотловое умягчение воды осуществляют по схемам, отличающимся между собой способом введения щелочных реагентов: во всасывающий или нагнетательный патрубок питательного насоса, либо в барабан, в результате внутри котла образуется шлам, удаляемый с продувкой из всех нижних частей котла.

В паровых котлах химическая внутрикотловая обработка воды сводится к введению в агрегат каустической (NaOH) или кальцинированной (Na2СО3) соды, которая, вступая в реакцию с бикарбонатом Са и Мg, образует карбонаты, выпадающие в осадок (шлам), едкий натр и углекислый газ. Для снижения карбонатной жесткости используют тринатрийфосфат (Na3РО4), который способствует взрыхлению накипи и образованию на поверхности металла защитной пленки от коррозии углекислого газа. Дозировкой реагента поддерживается щелочность котловой воды в пределах 5…10 мг-экв/кг. Образующийся шлам после химической обработки воды удаляется из грязевиков.

В водогрейных котлах химическая внутрикотловая обработка воды сводится к введению в воду ингибиторов или фосфонатов, таких, как ОЭДФ (гидроксиэтилодендифосфоновая кислота), ПАФ-13А, ИОМС.

Обычно область их эффективного применения ограничивается как качеством исходной воды, так и температурой подогрева: для водогрейных котлов – не более 110 °С, для бойлеров – не более 130 °С.

Термическая обработка не требует химических реагентов и применяется для воды, содержащей в основном бикарбонат Са, так как выпадение в осадок гидрата Мg происходит очень медленно. Метод прост и используется, когда не требуется глубокого умягчения воды.

Магнитная обработка воды применяется для паровых котлов. Вода после воздействия на нее магнитного поля определенной полярности и напряжения при нагреве ее в котле выше 100 °С не дает накипных отложений на поверхности нагрева, а соли жесткости выпадают в виде шлама. Однако требуется громоздкая аппаратура: противонакипное магнитное устройство (ПМУ), шламоотделитель (Ш), а также дорогостоящее электрооборудование. Принципиальная схема магнитной обработки воды приведена на рис.

9.4. ВОДОУМЯГЧЕНИЕ МЕТОДОМ КАТИОНИРОВАНИЯ. Метод катионного обмена основан на свойствах некоторых естественных и искусственных химических соединений вступать в реакцию с солями

жесткости Са и Мg. Водоподготовка по способу катионного обмена предусматривает замену в процессе фильтрации накипеобразующих катионов кальция и магния на катионы, соли которых обладают хорошей растворимостью или образуют летучие соединения. Катионитными материалами, заполняющими фильтры, являются глауконит, сульфоуголь и синтетические смолы [19, 20]. Наибольшее применение имеет сульфоуголь (КУ), который получают путем обработки бурого или каменного угля парами дымящейся серной кислоты. Сульфоуголь может насыщаться обменными катионами натрия, водорода или аммония, потому различают Na-, H-, NН4-катионирование. Сложная формула катионитного материала, не участвующего в ионном обмене, условно обозначается буквой R. Сульфоуголь – дешевый катионит, но он пригоден только для умягчения воды, температура которой не превышает 30…40 °С (при слабощелочной среде) и 60 °С (при нейтральной и слабокислой среде). Катиониты из синтетических смол вы-

держивают температуру 100…120 °С. Основной характеристикой умягчающих свойств катионита является

его обменная способность, численно равная количеству солей жесткости Са и Мg, которое может поглотить между регенерациями 1 м3 катионита. Различают полную и рабочую обменную способность катионита. Полная обменная способность катионита представляет собой такое количество (г-экв) солей жесткости Са и Мg, которое может поглотить 1 м3 катионита до того момента, когда жесткость выдаваемой умягченной воды сравнивается с жесткостью исходной воды. Рабочая обменная способность представляет собой такое количество (г-экв) катионов Са и Мg, которое задерживает 1 м3 катионита до момента начала увеличения жесткости выдаваемой воды. Значение полной обменной способности различных катионов составляет:

для сульфоугля 500…550 г-экв/м3, для других катионитов 600…1700 г-экв/м3.

9.5. Na- и H-КАТИОНИРОВАНИЕ

Na-катионитовая установка используется при отсутствии в обрабатываемой воде грубодисперсных и коллоидных примесей. Причем для паровых котлов, требующих более глубокого умягчения, осуществляется двухступенчатая схема Na-катионирования, а для тепловых сетей (водогрейные котлы и подпитка теплосети) достаточно одноступенчатого Na-катионирования. В двухступенчатых схемах умягчения воды следует предусматривать не менее четырех фильтров: два – первой ступени, один –второй и один – резервный, работающий в период регенерации основного фильтра или ремонта одного из фильтров. Nа-катионирование. Растворенные в воде соли Са и Мg при фильтрации через катионитовый материал обмениваются на катионы Nа и образуют в умягченной воде натриевые соли, имеющие хорошую растворимость в воде. При этом увеличивается щелочность (NаОН) котловой воды и содержание СО2. При одноступенчатой или параллельной схеме установки фильтров жесткость воды снижается до 0,05…0,1, а при двухступенчатой или последовательной – до 0,001 мг-экв/кг. Регенерацию фильтров осуществляют 6…8 %-ным раствором поваренной соли (NаСl) для первой ступени и 8…10 %-ным раствором NаСl для второй ступени. Снижение щелочности воды достигается установкой анионитовых фильтров, загруженных анионитом (АН-2Ф), или применением частичного Nа-катионирования: одна часть исходной воды пропускается через фильтры, а остальная направляется в бак с питательной или умягченной водой в

обход фильтра. Для снижения содержания СО2 применяют декарбонизаторы, заполненные кольцами Рашига.

Н-катионирование. Применяется для глубокого снижения сухого остатка и щелочности. Из воды удаляются все соли жесткости Са и Мg, но в воде появляется эквивалентное количество серной, соляной и других кислот, присутствие которых нежелательно, и они нейтрализуются щелочами, образующимися при натрий-катионировании. Поэтому вода после Н-катионирования может быть использована только вместе с водой, прошедшей Nа-катионирование. При последовательной схеме установки фильтров вода вначале полностью проходит Н-катионирование, а затем, окисленная, поступает в Nа-катионитовые фильтры. Между ними устанавливается декарбонизатор для удаления углекислоты. При параллельной схеме вода проходит через фильтры двумя параллельными потоками и, смешиваясь в нужных пропорциях, получается умягченная вода с определенной и требуемой жесткостью. Регенерация Н-катионитового фильтра производится 1…1,5 %-ным раствором серной кислоты.

22.Тягодутьевой тракт. Чем вызвано увеличение объема дымовых газов по мере их премещения к дымовой трубе

Тягодутьевые машины — устройства, обеспечивающие принудительное (не зависящее от разницы плотностей нагретых газов в системе и наружного воздуха) перемещение воздуха и дымовых газов в технологических системах котельных установок, промышленных печей и других системах сжигания топлива в топках. В настоящее время, как правило, представляют собой ротационные лопастные нагнетательные машины с 1—2 ступенями, повышающие давление среды на 0,7—3 кПа[1]. Если требуется большее повышение давления и большее число ступеней, говорят уже о компрессорной технике.

Применение

Тягодутьевые машины позволяют обеспечить горение топлива вне зависимости от внешних условий, влияющих на тягу. Топки и другие элементы газовоздушного тракта топливопотребляющих установок можно сделать более компактными, отказаться от высоких труб (для паровозов и крупных энергетических котлов устроить естественную тягу достаточной силы было бы очень сложно). Рециркуляция газов, применяемая в современных установках, без специальной машины была бы невозможна. Работа некоторых типов горелок невозможна без принудительной подачи воздуха под давлением (нагнетатель может быть встроен в горелку); принудительное дутьё позволяет распределить подачу воздуха по зонам горения оптимально, без него немыслимо сжигание в кипящем слое.

В небольших установках (бытовых печах, маломощных котлах на жидком и газообразном топливе или со слоевым сжиганием твёрдого топлива) применение тягодутьевых машин может быть неоправданно — они усложняют конструкцию и требуют энергии (как правило, электрической) для своей работы.

Вентиляторы перемещают воздух, забираемый в установку снаружи.

Дымососы работают над продуктами сгорания, удаляемыми из установки. Также в некоторых котлах на газообразном и жидком топливе есть специальные дымососы, возвращающие часть дымовых газов в топку для подавления окислов азота.

Внешне дымосос можно отличить от вентилятора по наличию на нём теплоизоляции.

Чем меньше объём перекачиваемой среды, тем меньше работа машины, а объём газов зависит от температуры. Поэтому вентиляторы стремятся поставить перед любыми устройствами подогрева воздуха (кроме необходимых для предотвращения обмерзания машины), а дымосос — после всех поверхностей нагрева, отбирающих теплоту от газов. Поскольку уходящие газы, как правило, значительно теплее воздуха, а их массовый и молярный расход больше, дымососы требуют большей энергии на привод, чем вентиляторы, на одной и той же технологической установке.

Условия работы дымососов гораздо тяжелее, чем у вентиляторов, по причине коррозионной активности дымовых газов, содержания в них абразивных золовых частиц, проскакивающих через улавливатели (для твердотопливных котлов), высоких температур, его износ часто происходит очень быстро. Проще было бы для создания принудительного движения газов обойтись только вентиляторами. Однако, если тяга трубы не позволяет поддерживать по всему газовому тракту давление ниже наружного (котёл с наддувом), для предотвращения утечек газов в котельное помещение при этом требуется делать топку и тракт газоплотными (герметичными). Крупные установки работают, как правило, с уравновешенной тягой — совместная работа вентиляторов и дымососов поддерживает в топке давление около атмосферного, в воздушном тракте наддув и в газовом тракте разрежение. Газовый тракт всё равно при этом стремятся сделать по возможности газоплотным, поскольку присасываемый воздух создаёт дополнительную нагрузку на дымососы[2].

Конструкция

Тягодутьевые машины, как и компрессоры, делятся на осевые (газ нагнетается вдоль оси вращения) и центробежные (вход среды по оси, лопатками она разбрасывается к периферии). Центробежные машины могут иметь на рабочем колесе лопатки, загнутые вперёд или лопатки, загнутые назад. Машины с лопатками, загнутыми вперёд, наиболее компактны и позволяют развивать больший напор при меньшей скорости вращения, однако их КПД низок (60—70 %). Поэтому на современных энергетических установках ставят машины с лопатками, загнутыми назад (КПД 83—87 %), или осевые машины с промежуточными между ними значениями напора и КПД.[3]

Мельницы-вентиляторы

Основная статья: Мельница-вентилятор

Это устройства для размола твёрдого топлива, в процессе работы создающие на входе разрежение, достаточное для забора из топки газов с температурой 900—1000 °C, которые нужны для сушки топлива. Используются в индивидуальных системах пылеприготовления энергетических котлов с камерными топками при сжигании высоковлажных углей (Wr>50 %); позволяют держать б́ольшую часть топливного тракта под разрежением, что уменьшает запылённость помещений. Ротор представляет собой кольцевой (в который подаётся топливо и присасываются сушильные газы) и сплошной (со стороны привода) диски, соединённые плоскими радиальными лопатками с броневыми плитами на лобовой стороне; он вращается в корпусе, состоящем из броневых плит и сверху открывающемся в сепаратор пыли.[4]

Эжекционные дымовытяжные установки[править исходный текст]

Эжекционные дымовытяжные установки применялись на паровозах и получили название конусное устройство. В таких установках для создания тяги использовался выброс в дымовую трубу отработанного пара. Преимуществом эжекционной установки перед ротационными машинами является её предельная простота и отсутствие движущихся частей, что обеспечивало очень большой срок службы. Недостаток — создание противодавления на выходе пара из машины и снижения общего КПД паровоза.

23. Какие способы применяют для удаление растворенных в воде кислорода воздуха.

ДЕАЭРАЦИЯ ВОДЫ В КОТЕЛЬНЫХ

Докотловая водоподготовка для паровых котлов обязательно включает в себя стадию деаэрации. Водоподготовка для водогрейных котлов и теплосетей также иногда требует удаление кислорода и углекислоты. Очевидно, что растворенный кислород при нагревании воды оказывает очень негативное воздействие на оборудование котельной. Деаэрация может производиться различными методами. Следует отметить, что даже при наличии деаэрирующего оборудования, может потребоваться дополнительно снижение концентрации растворенных кислорода и углекислого газа при помощи специальных реагентов.

Если деаэрация работает некачественно, применяют технологии коррекционной водоподготовки (см.здесь).

Способы деаэрации питательной воды в котельных

Использование реагентов

Для связывания кислорода в питательной и сетевой воде можно использовать комплексные реагенты для водоподготовки, позволяющие не только снизить концентрацию кислорода и углекислого газа до нормативных значений, но стабилизировать рН воды и предотвратить образование отложений. Таким образом, может быть достигнуто требуемое качество сетевой воды без применения специального деаэрирующего оборудования.

Химическая деаэрация

Суть химической деаэрации состоит в добавлении в питательную воду реагентов, которые позволяют связать содержащиеся в воде растворенные коррозионноактивный газы. Для водогрейных котлов мы рекомендуем использовать комплексный реагент - ингибитор коррозии и отложений Advantage K350B. Для удаления из воды растворенного кислорода при водоподготовке для паровых котлов - Amersite 10L, который позволяет работать без деаэрации. В случае, если имеющийся деаэратор работает некорректно, то для коррекции водно-химического режима рекомендуем использовать реагент Boilex E460B.

Деаэраторы атмосферного типа с подводом пара

Для деаэрации воды в котельных с паровыми котлами применяются в основном термические двухступенчатые деаэраторы атмосферного типа (ДСА), работающие при давлении 0,12 МПа и температуре 104 °С. Такой деаэратор состоит из деаэрационной головки, имеющей две или более перфорированные тарелки, или другие специальные устройства, благодаря которым исходная вода, разбиваясь на капли и струи, падает в аккумуляторный бак, встречая на своем пути движущийся противотоком пар. В колонке происходит нагрев воды и первая стадия ее деаэрации. Такие деаэраторы требуют установки паровых котлов, которые усложняют тепловую схему водогрейной котельной и схему химводоподготовки.

Вакуумная деаэрация

В котельных с водогрейными котлами, как правило, применяются вакуумные деаэраторы, которые работают при температурах воды от 40 до 90 °С.

Вакуумные деаэраторы имеют множество существенных недостатков: большая металлоемкость, большое количество дополнительного вспомогательного оборудования (вакуумные насосы или эжекторы, баки, насосы), необходимость расположения на значительной высоте для обеспечения работоспособности подпиточных насосов. Главным же недостатком является наличие существенного количества оборудования и трубопроводов, находящихся под разряжением. В результате через уплотнения валов насосов и арматуры, неплотности во фланцевых соединениях и сварных стыках в воду поступает воздух. При этом эффект деаэрации полностью пропадает и даже возможен рост концентрации кислорода в подпиточной воде по сравнению с исходной.

Термическая деаэрация

В воде всегда содержатся растворенные агрессивные газы, прежде всего кислород и углекислота, которые вызывают коррозию оборудования и трубопроводов. Коррозионно-активные газы попадают в исходную воду в результате контакта с атмосферой и других процессов, например, ионном обмене. Основное коррозионное воздействие на металл оказывает кислород. Углекислота ускоряет действие кислорода, а также обладает самостоятельными коррозионными свойствами.

Для защиты от газовой коррозии применяется деаэрация (дегазация) воды. Наибольшее распространение нашла термическая деаэрация. При нагреве воды при постоянном давлении растворенные в ней газы постепенно выделяются. Когда температура повышается до температуры насыщения (кипения), концентрация газов снижается до нуля. Вода освобождается от газов.

Недогрев воды до температуры насыщения, соответствующей данному давлению, увеличивает остаточное содержание в ней газов. Влияние этого параметра весьма существенно. Недогрев воды даже на 1 °С не позволит достичь требований «Правил...» для питательной воды паровых и водогрейных котлов.

Концентрация растворенных в воде газов очень мала (порядка мг/кг), поэтому недостаточно выделять их из воды, а важно еще удалить их из деаэратора. Для этого приходится подавать в деаэратор избыточный пар или выпар, сверх количества, необходимого для нагрева воды до кипения. При общем расходе пара 15-20 кг/т обрабатываемой воды, выпар составляет 2-3 кг/т. Снижение выпара может существенно ухудшить качество деаэрированной воды. Кроме того, бак деаэратора должен иметь значительный объем, обеспечивающий пребывание в нем воды не менее 20... 30 минут. Длительное время необходимо не только для удаления газов, но и для разложения карбонатов.

24.Топливом называют вещество, выделяющее при определенных условиях большое количество тепловой энергии, которую используют в различных отраслях народного хозяйства для получения водяного пара или

горячей воды систем отопления, вентиляции, горячего водоснабжения и производства электроэнергии. Топливо бывает горючее и расщепляющееся.

Горючее – топливо, которое выделяет теплоту при взаимодействии с окислителем (воздухом), а расщепляющееся (ядерное) – выделяет теплоту в процессе торможения продуктов деления тяжелых ядер химических элементов, при взаимодействии их с нейтронами. Горючее топливо делится на органическое и неорганическое.

В теплогенерирующих котельных установках (ТГУ) применяют органическое топливо, которое по агрегатному состоянию делят на твердое, жидкое и газообразное, а по способу получения – на естественное и искусственное. Естественные: уголь, торф, сланцы, древесина, природный газ, попутный газ нефтяных месторождений. Искусственные (синтетические, композиционные): топливные брикеты, торфяной кокс, дизельное и соляровое топливо, мазут (топочный, бытовой), топливные эмульсии и суспензии, доменный, коксовый, сланцевый газ.

Горением называется быстрый процесс экзотермического окисления горючего вещества, сопровождающийся выделением значительного количества тепловой энергии. Особенности процесса горения, отличающее его от родственных процессов окисления: высокая температура; быстротечность по времени; неизотермичность; изменение концентрации компонентов, структуры и формы поверхности реагирования во времени.

По своей природе горение – процесс, протекающий при непрерывном подводе горючего и окислителя в зону горения и отводе газообразных продуктов сгорания. В основе процесса горения лежат экзотермические и эндотермические реакции, которые описываются стехиометрическими уравнениями и принципиальной особенностью которых является их обратимость (принцип Ле-Шателье). Основы теории цепных реакций разработаны Н.Н. Семеновым [3, 6, 13, 26]. Для протекания реакции необходимо перемешивание компонентов на молекулярном уровне, иными словами, необходим процесс массопереноса реагирующих компонентов в зону реакции и продуктов реакции из нее.

Процесс массопереноса осуществляется в турбулентном потоке за счет турбулентной диффузии, а в ламинарном потоке, неподвижной среде и в пограничном слое – за счет молекулярной диффузии, которые при постоянной температуре и давлении описываются законом Фика. Если реакция горения протекает мгновенно, то это явление называется взрывом. В зависимости от фазового состояния реагирующих веществ химические реакции горения делят на: 1) гомогенные – протекающие в объеме между компонентами, находящимися в одной фазе (газ и воздух); 2) гетерогенные – протекающие на поверхности раздела фаз (уголь или капля мазута и воздух).

25 Достоинства жидкотопливных котлов

Жидкотопливный котел прост в эксплуатации и длительный период может работать в автономном режиме. Практически все котлы на жидком топливе оснащены автоматикой. В случае появления возможности подключения к магистральному газопроводу, котел не потребуется менять. Замене подлежит лишь горелка на горелку с газом.

Отопительный котел на жидком топливе лучше выбирать двухконтурный, содержащий 2 теплообменника. С его помощью можно не только отопить помещение, но и обеспечить горячей водой быт. Если потребность в ней слишком высокая, то необходимо обратить внимание на варианты котлов со встроенным бойлером.

Жидкотопливные котлы отопления обладают высоким коэффициентом полезного действия. Он достигает 95%. Это возможно лишь при оборудовании котлов качественными горелками и дизельным топливом.

Минимальное загрязнение окружающей среды. Все продукты сгорания отвечают экологическим нормам.

Котел жидкотопливный можно с легкостью отнести к предметам бытовой техники, поэтому он не требует специального разрешения на установку.

Котел данного вида не зависит от внешних коммуникаций. При его установке не потребуется тянуть кабель или вести газопровод.

Основной недостаток жидкотопливных котлов – большие расходы на топливо. При интенсивной эксплуатации это может существенно отразиться на кошельке.

Жидкотопливные котлы требуют специально оборудованного помещения. Для его размещения потребуется большое свободное пространство. В маленьком доме им будет «тесно».

При эксплуатации отопительный котел на жидком топливе требует наличие специальных комплектующих для хранения и транспортировки дизельного топлива.

Жидкотопливный котел может коптить, поэтому для него, возможно, потребуется помещение, оборудованное вытяжкой.

При работе котлов данного вида издают повышенный шум. Поэтому потребуется звукоизоляция между котельной и другими помещениями.

Преимущества жидкого топлива
-высокая теплотворная способность;
-простота и удобство хранения и транспортировки;
-экологичность;
-практически отсутствуют золошлаковые отходы;
-высокий КПД котлов при использовании жидкого топлива.

Недостатки жидкого топлива:
-дороговизна;
-взрыво- пожароопасно.

26.Тепловая схема представляет собой графическое изображение оборудования котельной, соединяемого линиями различных трубопроводов. В принципиальной тепловой схеме основное оборудование и трубопроводы показывают условно, не учитывая их количество и расположение. Развернутая тепловая схема содержит все оборудование, трубопроводы и арматуру. На рабочей, или монтажной, схеме показываются все отметки расположения оборудования и трубопроводов, их уклоны, размеры, марка арматуры, тип креплений. Развернутую тепловую схему составляют после разработки и расчета принципиальной тепловой схемы, затем определяют тепловую производительность котельной, тип теплогенераторов и их необходимое количество.

27.учитывать расход тепловой энергии на собственные нужды qс.н (привод насосов, тягодутьевых устройств, на обдувку, деаэрацию, мазутное хозяйство и т.д.). В связи с этим

введено понятие КПД нетто: ηнетто = ηбр − qс.н, %.Натуральный расход топлива Вн, кг/с, м3/с, при нормальных условиях сжигания (при t = 0 °С и Р = 760 мм рт. ст), в паровом и водогрейном котельном агрегате определяется по формулам:

• для парового теплогенератора

Вн = (D Δiп) / (р Qр ηбр),

• для водогрейного теплогенератора

Вн = (G Δiв) / (р Qр ηбр),

где D – паропроизводительность теплогенератора, кг/с; Δiп – прирост энтальпии пара и питательной воды, кДж/кг; р Qр – располагаемая теплота, кДж/кг, кДж/м3; ηбр – КПД брутто; G – расход воды через водогрейный котел, кг/с; Δiв – прирост энтальпии горячей и холодной воды, кДж/кг. При сжигании газа и мазута расчетный расход топлива Вр равен натуральному расходу Вн, так как потери теплоты от механической неполноты сгорания q4 = 0.

ТЕПЛОВЫЕ ПОТЕРИ ТЕПЛОГЕНЕРИРУЮЩЕЙ УСТАНОВКИ

Работа теплогенерирующей установки сопровождается потерями теплоты, выраженными обычно в долях, %:

qi = (Qi / р Qр) ⋅ 100.

1. Потери теплоты с уходящими топочными газами теплогенератора q2 = (Q2 / р Qр) ⋅ 100, %.

В котельной установке это, чаще всего, наибольшая часть тепловых потерь. Потери теплоты с уходящими топочными газами можно понизить за счет:

• снижения объема дымовых топочных газов, путем поддержания требуемого коэффициента избытка воздуха в топке αт и уменьшения присосов воздуха;

• снижения температуры уходящих топочных газов, для чего применяют хвостовые поверхности нагрева: водяной экономайзер, воздухоподогреватель, контактный теплообменник.

Температура уходящих топочных газов (140…180 °С) считается рентабельной и во многом зависит от состояния внутренней и внешней поверхности нагрева труб котла, экономайзера. Отложение накипи на внутренней поверхности стенок труб котла, а также сажи (летучей золы) на внешней поверхности нагрева существенно ухудшают коэффициент теплопередачи от топочных газов к воде и пару. Увеличение поверхности экономайзера, воздухоподогревателя для более глубокого охлаждения дымовых газов не является целесообразным, так как при этом уменьшается температурный напор и увеличивается металлоемкость. Повышение температуры уходящих топочных газов может произойти в результате неправильного процесса эксплуатации и сжигания топлива: большой тяги (топливо догорает в кипятильном пучке); наличия неплотности в газовых перегородках (газы напрямую идут по газоходам, не отдавая теплоты трубам), а также при большом гидравлическом сопротивлении внутри труб (за счет отложения накипи и шлама).

2. Химический недожог q3 = (Q3 / р Qр) ⋅ 100, %.

Потери теплоты от химической неполноты сгорания топлива определяются по результатам анализа летучих горючих веществ Н2, СО, СН4 в уходящих дымовых топочных газах. Причины химической неполноты сгорания: плохое смесеобразование, недостаток воздуха, низкая температура в топке.

3. Механический недожог q4 = (Q4 / р Qр) ⋅ 100, %.

Потери теплоты от механической неполноты сгорания топлива, характерны для твердого топлива и зависят от доли провала топлива через колосниковую решетку в систему шлакозолоудаления, уноса частичек несгоревшего топлива с дымовыми газами и шлаком, который может оплавить частицу твердого топлива и не дать ей сгореть.

4. Потери теплоты от наружного охлаждения ограждающих конструкций q5 = (Q5 / р Qр) ⋅ 100, %.

Они возникают ввиду разности температуры наружной поверхности теплогенератора и окружающего наружного воздуха. Они зависят от качества изолирующих материалов, их толщины. Для поддержания q5 в заданных пределах необходимо чтобы температура наружной поверхности теплогенератора – его обмуровки, не превышала 50 °С. Потери теплоты q5 уменьшаются по ходу движения топочных газов по газовому тракту, поэтому в теплогенераторе введено понятие коэффициента сохранения теплоты ϕ = 1 − 0,01q5.

5. Потери с физической теплотой шлака q6 = (Q6 / р Qр) ⋅ 100, %.

Они возникают за счет высокой температуры шлаков около 650 °С и характерны только при сжигании твердого топлива. Таблицы расчета теплового баланса, тепловых потерь, коэффициента полезного действия брутто, натурального, расчетного и условного расхода топлива теплогенератора приведены в [10, 11].

МЕРОПРИЯТИЯ ПО ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЮ В ТЕПЛОГЕНЕРИРУЮЩИХ УСТАНОВКАХ

Основные мероприятия по энергосбережению в теплогенерирующих установках включают в себя: увеличение ηбр теплогенерирующих установок, экономию топлива, снижение потерь теплоты и качественную подготовку воды для питания котлов и подпитки тепловой сети:

1. Перевод котельных агрегатов с твердого топлива на газообразное позволяет экономить до 12 % сжигаемого топлива.

2. Работа по режимной карте, температурному графику, с наименьшим коэффициентом избытка воздуха: 1,05…1,1 – для природного газа; 1,1…1,15 – для мазута; 1,4…1,8 – для твердого топлива.

3. Автоматизация процессов горения топлива и питания котельных агрегатов водой обеспечивает экономию топлива до 1,7 %.

4. Снижение температуры уходящих топочных газов за счет установки хвостовых утилизационных поверхностей нагрева (экономайзера, воздухоподогревателя, контактного теплообменника). Утилизация теплоты уходящих газов позволяет экономить до 15 % топлива.

5. Снижение присосов в топку и газоходы котельных агрегатов за счет плотной и качественной обмуровки. Снижение присоса воздуха на 0,1 позволяет экономить до 0,5 % сжигаемого топлива и до 20 % электроэнергии на привод дымососа за счет снижения объема уходящих топочных газов.

6. Установка обдувочных аппаратов для очистки внешних поверхностей нагрева кипятильного пучка или конвективных поверхностей нагрева котельных агрегатов от летучей золы и сажистых отложений позволяет экономить до 1,5 % сжигаемого топлива.

7. Снижение накипи с внутренней поверхности нагрева радиационных и конвективных труб достигается умягчением питательной воды. Устранение накипи осуществляется и при ремонте котла – химическим способом или щелочной промывкой, в процессе последовательного разрыхления накипи, промывкой водой от шлама и механической очисткой. Наличие каждого миллиметра накипи вызывает перерасход топлива до 2 % в зависимости от качества котловой и питательной воды.

8. Проведение режимно-наладочных испытаний котельных агрегатов, выбор оптимальных режимов работы основного и вспомогательного оборудования, составление режимной карты для обслуживающего персонала, разработка рекомендаций, направленных на повышение экономичности работы котельной установки позволяет экономить топливо в размере 3…5 %.

28.Способы уменьшения вредных выбросов

Снижение выбросов вредных веществ возможно двумя путями: подавление в процессе сжигания топлива и улавливания из дымовых газов. В настоящем реферате рассмотрены некоторые способы улавливания веществ из дымовых газов, а вопросы “подавления” остались за рамками работы (это отдельная и большая тема).

Из всей гаммы токсичных веществ, находящихся в дымовых газах ТЭС, наибольшую опасность представляют окислы азота (NOХ), зола, двуокись серы (SO2),.Выбросы именно этих веществ регламентируются жесткими нормами (табл.1).

Ниже рассмотрены некоторые способы очистки дымовых газов.

Пути снижения выбросов окислов азота (NOХ).

Источником оксидов азота на ТЭС является молекулярный азот воздуха и азотосодержащие компоненты топлива. Первые часто называют "термические", вторые - "топливные" оксиды азота.

Методы химической очистки газов от NOХ бывают:

окислительные, основанные на окислении оксида азота в диоксид с последующим поглощением различными поглотителями;

восстановительные, основанные на восстановлении оксида азота до азота и кислорода с применением катализаторов;

сорбционные, основанные на поглощении оксидов азота различными сорбентами (цеолитами, торфом, коксом, водными растворами щелочей и др.).

Применительно к очистке дымовых газов котлов наиболее перспективны восстановительные методы. Один из них - метод восстановления с помощью аммиака. Этот метод основан на взаимодействии аммиака с оксидами азота при определенных температурах по следующим основным реакциям:

4NO+4NH3+O2®4N2+6H2O;

6NO+8NH3®7N2+12H2O.

При высоких температурах (900...1100О С) они протекают без катализаторов. Дозирование аммиака осуществляется в зависимости от режимов работы котла, чтобы исключить его проскок в атмосферу (на практике полностью исключить проскок аммиака не удается и он может составлять 3, 8 мг/м3). При более низких температурах (573...723 К) реакция разложения оксидов азота протекает только в присутствии катализатора. В качестве катализаторов используются оксиды различных металлов (титан, хром, ванадий). Они наносятся на элементы с развитой поверхностью, выполненные в виде сот, гранул или пластин.

В связи с опасностью использования аммиака (высокая токсичность), и необходимостью специальных мер защиты персонала, за рубежом, в частности в Германии, проходят промышленные испытания установки с использованием вместо аммиака карбамида, по другому мочевины (NH2)2СО. Степень восстановления оксидов азота достигает 80...90%.

Следует отметить, что в последнее время наибольшее внимание уделяется таким методам, которые позволяют одновременно снижать выбросы не только оксидов азота, но и серы. В этом направлении изучаются возможности традиционных способов очистки и ведутся работы по созданию новых и в нашей стране и за рубежом.

29.зобретение относится к подготовке и сжиганию твердого топлива. Способ подготовки и сжигания твердого топлива (угля) в системе пылеприготовления с промбункером включает сушку и размол исходного сырого угля в потоке газообразного сушильного агента, разделение полученной после размола угля аэросмеси на отработавший слабозапыленный сушильный агент и угольную пыль с отведением последней в промбункер, подачу угольной пыли из промбункера в топку котельной установки в виде основного потока аэрированной высококонцентрированной топливоздушной смеси с первичным воздухом, рециркуляцию части отработавшего слабозапыленного сушильного агента в устройства для размола исходного угля. Подачу остатка отработавшего слабозапыленного сушильного агента на дожигание в топку выше упомянутого основного потока топливовоздушной смеси непосредственно через горелки второго уровня (сбросные) с добавлением регулируемого расхода топочных газов, отбираемых из общего их потока, направляемого из опускного газохода котельной установки в качестве сушильного агента в устройства для сушки и размола исходного топлива, подачу в топку через эти же горелки (сбросные) регулируемого количества пыли из промбункера аэрированием ее частью подаваемого в топку общего потока первичного воздуха и введение в топку выше обоих указанных потоков топливной смеси (и отдельно от них) потока чистого воздуха, например части чистого воздуха, несколькими распределенными по периметру топки струями с добавлением к чистому воздуху при необходимости топочных газов с регулировкой их расхода. Изобретение позволяет повысить эффективность подготовки и сжигания твердого топлива. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Оба заявляемых объекта в данной группе предлагаемых изобретений относятся к теплоэнергетике, в частности к технологии подготовки и сжигания твердого топлива и к системе для реализации такой технологии при ее осуществлении, предназначены для подготовки и сжигания твердого топлива в системах пылеприготовления с промежуточным бункером, преимущественно в котельных установках тепловых электростанций, а также в топках других промышленных установок, работающих на распыленном твердом топливе, направлены на максимальное уменьшение выбросов в атмосферу с уходящими дымовыми газами окислов азота и продуктов неполного сгорания топлива, в частности окиси углерода, и повышение эффективности упомянутой технологии и систем для ее реализации.

В технике известны различные способы подготовки и сжигания твердого топлива в системах пылеприготовления с промежуточным бункером. Все они предусматривают сушку и размол исходного сырого угля в потоке газообразного сушильного агента с последующим разделением получаемой после размола угля аэросмеси на отработавший слабозапыленный сушильный агент и угольную пыль, которую отводят в промбункер. В качестве газообразного сушильного агента при реализации указанных известных способов используют подаваемый от воздухоподогревателя горячий воздух или отбираемые из топки газы в качестве основного компонента, а также их смесь в требуемом (регулируемом) соотношении. При осуществлении этих известных способов с одноступенчатым сжиганием топлива всю угольную пыль из промбункера подают на сжигание в топку в виде потока аэрированной высококонцентрированной топливовоздушной смеси с горячим первичным воздухом и отработавшим слабозапыленным сушильным агентом, часть которого в смеси с первичным воздухом может быть возвращена в средства размола исходного угля в качестве части потока сушильного агента. Система подготовки и сжигания твердого топлива при осуществлении такого способа его одноступенчатого сжигания содержит последовательно расположенные в технологической цепи средства приема и дозированной подачи исходного сырого угля в устройства для его сушки и размола в потоке прокачиваемого через последние газообразного сушильного агента, устройства для разделения получаемой после размола угля аэросмеси на отработавший слабозапыленный сушильный агент и угольную пыль, накопитель угольной пыли - промежуточный бункер с питателями угольной пыли, мельничный вентилятор для отвода слабозапыленного сушильного агента в топку, например, котельной установки, оборудованную основными топливными горелками, пылепроводами подачи в основные топливные горелки аэрированной высококонцентрированной топливовоздушной смеси, снабженные каждый отдельным смесителем, в которые выполнены подвод угольной пыли из питателя пыли промбункера отдельной пылевой течкой и отработавшего слабозапыленного сушильного агента непосредственно с выхода мельничного вентилятора или через короб первичного воздуха, подвод которого от воздухоподогревателя выполнен на вход мельничного вентилятора, воздухопровод подачи горячего воздуха от воздухоподогревателя в устройства для сушки и размола исходного угля. При этом возможен вариант возврата части смеси первичного воздуха с отработавшим слабозапыленным сушильным агентом из короба первичного воздуха трубопроводом рециркуляции в устройства для размола исходного сырого угля в качестве части потока сушильного агента или добавление топочных газов в воздухопровод подачи горячего воздуха от воздухоподогревателя в устройства для сушки и размола исходного сырого угля в качестве составной части сушильного агента. Дополнительно в основные топливные горелки выполнен подвод горячего воздуха от воздухоподогревателя в качестве вторичного воздуха

Поиск по сайту: