4. Режимно-наладочные испытания котлов – способ снижения выбросов

СО, сажи, бенз(а)пирена.

Режимно-наладочные испытания котлов проводятся специализи-

рованными организациями с целью достижения максимального

теплотехнического КПД котлоагрегата при работе на различных тепловых

нагрузках.

Испытания осуществляются в несколько этапов. Первый этап испытаний – так

называемая «фотография» котлов, т.е. выявление характеристик работы теплогенераторов и

вспомогательного оборудования котельной на существующее положение. В процессе этого

этапа устанавливаются все недостатки в работе котельной и разрабатывается

последовательность их устранения.

Как правило, основной недостаток – завышенные потери теплоты при производстве

тепловой энергии – q2, q3, q5 и на собственные нужды котельной. Они приводят к

повышению расхода топлива на единицу тепловой энергии и, как следствие, увеличению

выброса всех токсичных веществ с продуктами сгорания. С экологической точки зрения, (q2)

и (q5) приводят к возрастанию теплового загрязнения атмосферы, а (q3) - к выбросу в

воздушный бассейн продуктов неполного сгорания, в том числе токсичных - СО, сажи, БП.

Второй этап – устранение недостатков. Это герметизация газо-воздушного тракта

котельной установки с целью устранения ненужных подсосов воздуха; герметизация

основного и вспомогательного оборудования для снижения утечек теплоносителя; ремонт и

модернизация топливосжигающих устройств и др.

Третий этап – собственно наладка оптимальных параметров работы котлов на

различных режимах с максимальным теплотехническом КПД.

Заключительный этап теплотехнических испытаний котлов – разработка режимных

карт и графических зависимостей потерь теплоты и КПД котлов при работе на различных

тепловых нагрузках котлоагрегата.

Основные условия достижения высокого КПД котла (при испытаниях по

методу обратного теплового баланса): минимально возможные потери теплоты 91

с уходящими газами (q2) и от наружного охлаждения поверхностей нагрева

котлоагрегатов(q5); отсутствие потерь теплоты от химической неполноты

сгорания (q3) при сжигании всех видов топлива и механической неполноты

сгорания(q 4) при сжигании жидкого и твердого топлива.

Как правило, теплотехнические испытания котлов осуществляются на

четырех–пяти тепловых нагрузках котла. В режимной карте отражаются

основные параметры работы котлоагрегата на указанных режимах и

приводится состав продуктов сгорания.

Режимная карта составляется для каждого котлоагрегата. Основным

показателем эффективной работы котельной установки является удельный

расход топлива на единицу выработанной тепловой энергии.

5.1 Использование ступенчатого сжигания топлива.

Энергетические котлы отличаются от промышленных многоярусным

расположением горелочных устройств. Это дает возможность осуществить

ступенчатую подачу окислителя по высоте топочной камеры. Метод

заключается в следующем. В нижний ярус горелочных устройств воздух

подается в количестве меньшем, чем теоретически необходимое для горения

(αт=0,8). В остальные ярусы горелок воздух подается с избытком таким

образом, чтобы суммарный избыток воздуха в топке на выходе из топки αт

был

равен нормативному значению (рис. 3.18).

Образование оксидов азота снижается по следующим причинам:

− в нижней части топочной камеры понижена температура (см. рис. 1.3)

в результате неполного сгорания топлива с частичной его газификацией ввиду

недостатка окислителя (см. рис. 1.4);

− теплоотвод в нижней части топки снижает температуру газов, поэтому

заключительная стадия процесса горения происходит также при более низкой

температуре;

− верхняя зона горения забалластирована продуктами сгорания из

нижней части топочной камеры.

Промышленные котлы не имеют многоярусного расположения

горелочных устройств. Они, как правило, оснащены одной или двумя

горелками, размещенными в одной плоскости. Поэтому ступенчатая подача

окислителя в таких котлах осуществляется не по высоте, а по длине топочной

камеры (см. рис. 3.19).

В горелки воздух подается в недостаточном количестве α=(0,9 – 0,95).

Меньшее количество воздуха в горелку подавать нецелесообразно, особенно

при малой длине топочной камеры во избежание химической неполноты

сгорания. Поэтому и степень снижения оксидов азота не превышает, как

правило, (25-30)%. Остальное количество воздуха подводится непосредственно

в топочную камеру, минуя горелочное устройство. В целом избыток воздуха на

выходе из топочной камеры должен быть равен нормативному для данного типа

котлов (αт

= 1,1). 99

Образование оксидов азота снижается по следующим причинам:

– в передней части топочной камеры в результате недостатка окислителя

происходит неполное горение топлива с частичной его газификацией, что

приводит к снижению температуры – синтез ΝО замедляется;

– среднетопочная температура газов снижается, поэтому заключительная

стадия процесса горения происходит также при более низкой

температуре;

– зона догорания в хвостовой части топки забалластирована продуктами

сгорания и синтез ΝО сильно затруднен.