Файл: Реферат Содержание Характеристика района размещения проектируемой станции 9.docx

Для снижения выбросов оксидов азота на ТЭC проводят следующие первичные или режимно-технологические мероприятия:

1) использование горелок с низким выбросом (снижение до 60 %);

2) ступенчатое сжигание топлива (снижение на 35 - 45 %);

3) ступенчатую подачу воздуха (снижение до 50 %);

4) рециркуляцию дымовых газов (снижение до 33 %);

 5) впрыск воды (или водомазутной эмульсии) в ядро факела (снижение на 25–44 %);

 6) комбинацию первичных мероприятий (снижение до 90 %).

Первичные мероприятия малозатратны и поэтому их применяют, прежде всего, для обеспечения нормируемых выбросов оксидов азота.

Рассмотрим подробнее использование горелок с низким выбросом _{и ступенчатое сжигание топлива.}

1) Горелки с низким выбросом .

У горелок с низким выбросом , которые созданы в многочисленных вариантах, организована ступенчатая подача воздуха. Принцип работы такой горелки (рисунок 15) заключается в следующем. В ядро факела подается количество воздуха, недостаточное для обеспечения полноты горения (кислородный «голод»), в то время как во внешнюю зону горения подается избыточное количество воздуха, чтобы обеспечить полноту сгорания топлива. Кроме того, конструкция горелки позволяет поддерживать рециркуляцию воздуха внутри зоны горения.

Применение этих горелок дает возможность снизить выбросы оксидов азота от 50 % для угольных котлов до 60 % для газомазутных котлов, не ухудшая технико-экономические показатели котла.



Рисунок 12. – Принципиальная схема пылеугольной горелки с низким выбросом :

2. Ступенчатое сжигание топлива.

При ступенчатом сжигании топлива горелки в топке котла размещают в несколько ярусов (обычно три-четыре яруса). Подача воздуха (избыток воздуха) изменяется тоже поярусно. Например, при двухступенчатом сжигании нижний ряд горелок получает недостаточное для стехиометрического горения количество воздуха, а

---

верхние ряды горелок, наоборот, получают избыточное его количество.

Наилучший эффект дает трехступенчатое сжигание, прежде всего, на котлах с топками с жидким шлакоудалением, и особенно сжигание высокосернистых топлив при обеспечении минимальной газовой коррозии экранных труб.

Суть трехступенчатого сжигания состоит в том, что по высоте топочной камеры организуют три зоны. В первой (нижней) зоне топки сжигается основное количество топлива (70–85 %) при избытке воздуха близком к единице. На выход из зоны активного горения подается остальная часть топлива (15–30 %) и соответствующее количество воздуха с таким расчетом, чтобы суммарный избыток воздуха в ней составлял 0,9–0,95 (т.е. небольшой недостаток для полного сжигания топлива), благодаря чему в этой части топки создается зона с восстановительной средой, в которой продукты неполного горения ( , , ) восстанавливают уже образовавшиеся окислы азота до .



Рисунок 13. – Принципиальная схема трехступенчатого сжигания топлива в топке котла (α – избыток воздуха)

Выше этой зоны в верхней части топки организуется зона дожигания оставшихся продуктов неполного сгорания с участием третичного воздуха, подаваемого под повышенным давлением через специальные сопла (рисунок 18).

Уменьшение выбросов оксидов азота при ступенчатом сжигании топлива в среднем составляет: при сжигании угля – до 40 %, при сжигании – мазута – до 35 %, при сжигании природного газа – до 45 %. Использование ступенчатого сжигания топлива в топке котла приводит к снижению технико-экономических показателей котла. Увеличивается избыток воздуха на выходе из топочной камеры, и при этом возрастает температура газов на выходе из топки в среднем на 4–5 °С, а КПД котла снижается на 0,2–0,5 %. Кроме того, несколько увеличивается расход электроэнергии на собственные нужды, что приводит к дополнительному снижению КПД котла нетто на 0,1–0,8 %.

---

Снижение выброса соединений серы в атмосферу.

Тепловые электростанции являются источником выброса соединений серы в атмосферу.

Диоксид серы ( ), содержащийся в дымовых газах, практически не влияет на процесс производства электроэнергии. Триоксид серы ( ) обуславливает сернокислотную точку росы. По ней выбирают температуру уходящих газов котлов, и она является одним из основных факторов эффективной работы газоочистки.

Но практическое отсутствие воздействия на процесс производства энергии “компенсируется” активным воздействием этого вещества на окружающую среду: диоксид серы в атмосфере при воздействии озона, образующегося из кислорода воздуха под действием солнечного света, окисляется до триоксида серы , который соединяется с водяным паром и образует пары серной кислоты.

Пары серной кислоты в три-четыре раза тяжелее воздуха, под действием гравитации вместе с атмосферными осадками поступают в почву.

В результате пресноводные водоемы и реки закисляются, что приводит к потере части водной флоры и фауны.

Наличие в дымовых газах диоксида серы обусловлено постоянным присутствием в твердом и жидком топливе (и в природном газе некоторых месторождений) различных соединений серы – сульфидов и органических соединений.

Сокращение выбросов соединений серы на ТЭС может быть осуществлено тремя способами:

1) путем очистки топлива от соединений серы до его сжигания;

2) связыванием серы в процессе горения;

3) в результате очистки дымовых газов.

Сокращение выбросов углекислого газа ( ) в атмосферу.

С развитием индустрии и техники установившийся баланс нарушился из-за сжигания биомассы. В результате сжигания ископаемых топлив на земле теперь возникает ежегодный прирост на 15 млрд. тонн сверх сбалансированного круговорота, что способствует образованию так называемого парникового эффекта.

---

9. Специальный вопрос. Способы утилизации теплоты вентиляционного воздуха дымовых труб ТЭС

Предложены способы утилизации теплоты выходящего из воздушного канала дымовой трубы подогретого воздуха. На основе численных расчётов для дымовой трубы высотой 180 м проектируемой ТЭЦ в городе Новосибирске определён экономический эффект рециркуляции подогретого в калорифере воздуха.

В некоторых конструкциях железобетонных дымовых труб с целью повышения надёжности их работы вместо тепловой изоляции между железо­бетонным стволом и футеровкой, образующей газоотводящий канал, создан воздушный вентиляци­онный кольцевой капал. Во избежание растрески­вания футеровки подаваемый в воздушный канал дымовой трубы воздух подогревают в калорифере до температуры, которую принимают из условия получения допустимого перепада температур в конструкции футеровки [13, 14].

На проектируемой ТЭЦ в городе Новосибирске тепловой нагрузкой 8500 ГДж/ч и долей промышленной нагрузки 0,5, ос­новным топливом которой является каменный уголь, установлено девять энергетических котлов типа БКЗ-500-13,8-560КТ (ст. № 1-9), три водогрейных котла типа КВГМ-180-150-2 (ст. №1-3). Продукты сгорания от энергокотлов ст. № 7, 8, 9 и водогрейных котлов ст. № 1-3 отводятся в атмосферу через дымовую трубу ст. № 2 высотой 180 м. Температура уходя­щих газов составляет 130°С. Дымовая труба ст. №2 конструктивно состоит из несущего железо­бетонного ствола и внутренней кислотостойкой футеровки, разделённых воздушным вентиляционным кольцевым каналом переменной ширины. Футеровка выполнена из кирпича кислотоупорно­го прямого и радиального 1 сорта на кислотоупор­ном растворе марки 200.

Для защиты железобетонного ствола от корро­зии необходимо, чтобы статическое давление в воздушном канале по всей его высоте было боль­ше давления в газоотводящем канале. Разность этих давлений называют противодавлением. Про­тиводавление создастся путем поступления в воз­душный канал подогретого воздуха под действием естественной тяги или принудительной вентиля­ции. Предусмотрены две отопительные вентиля­ционные установки, причём каждая из них состо­ит из воздухозаборной камеры, калориферной и вентиляторной установок. Последняя включает вентилятор типа Ц4-76-10 производительностью 27000 м³/ч.

Количество тепловой энергии в денежном вы­ражении, затрачиваемое на подогрев воздуха, по­даваемого в воздушный канал дымовой трубы в течение суток, Т

---

_суг (в тысячах рублей за 1 сут.), оп­ределяется по формуле: (354)

где - себестоимость тепловой энергии, руб/Гкал ( = 1022,9 руб/Гкал по данным ОАО ''Новосибэнерго" за 2011 г);

L_B - объемный расход воздуха, м*/ч;

- температура воздуха соответственно на выходе из калорифера (подогретого) и на входе в него (наружного), °С;

– плотность воздуха, кг/м³, при t_ср = 0,5( );

f - удельная теплоемкость воздуха, в диапазоне температур от -20 до 100°С равная примерно 1 кДж/(кг °С).

Значения в зависимости от для дымовьтх труб при температуре уходящих газов 130°С при­ведены в таблице 47 [14].

Таблица 47. - Значения в зависимости от

-20	85
-10	80
0	70
+10	60
+20	50

Расчет экономической эффективности произведен для случая, когда средняя температура воздуха в кана­ле трубы равна 66,2°С.

Среднее значение суточной потери теплоты с отводимым из воздушного канала дымовой трубы подогретым воздухом в денежном выражении оп­ределяется по формуле (354):

=18,059 тыс. руб/сут.,

где 0,2°С среднегодовая температура наружного воздуха для г. Новосибирска, согласно СНИП 23-01-99*. «Строительная климатология»; 66,2°С - температура по­догретого воздуха, подаваемого в воздушный ка­нал дымовой трубы, соответствующая

---