избыток воздуха) изменяется тоже по-ярусно. 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, при сжигании высокосернистых топлив при обеспечении минимальной газовой коррозии экранных труб.
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%.
3. Специальные горелочные устройства. В горелках с низким выбросом NОх (малотоксичные горелки) путем снижения концентрации кислорода CO2 на начальном участке факела, где происходит воспламенение и горение летучих, происходит торможение процесса образования NOX и интенсификация восстановительных реакций. При этом так же снижается температура.
Принцип работы такой горелки заключается в следующем [5]. 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 и до 60% – для газомазутных котлов, не ухудшая технико-экономические показатели котла.
Наиболее экологичными являются прямоточные горелки, особенно по сравнению с вихревыми.
Вихревые горелки с двумя каналами вторичного воздуха [5] позволяют изменить скоростной режим горения, доли первичного и вторичного воздуха. Так при сниженном расходе вторичного воздуха по внутреннему и увеличенном расходе воздуха по наружному каналу снижение NOX составляет 10 - 30%.
Специальные методы сжигания:
1. Топки с кипящим слоем. В них пониженные температуры газов по сравнению с факельным сжиганием.
Конечная концентрация оксидов азота определяется процессами образования топливных NOX на начальном участке слоя и восстановлением NOX до N2 за счет гомогенных реакций с азотсодержащимися радикалами и СО, гетерогенных реакций с коксовым остатком.
|