Тестирование технических решений по топочно-горелочным устройствам в составе низкоэмиссионной системы сжигания кузнецкого угля

Abstract

В статье рассматриваются мероприятия, направленные на снижение экологически вредных выбросов оксидов азота при сжигании кузнецких углей марки Д на энергетических котлах типа Е-240-13,8-560КТ (заводское обозначение ПК-114) применительно к строящейся тепловой электростанции в Калининградской области. Целью исследования является разработка комплекса технических мероприятий для внедрения на вновь вводимых в работу энергетических котлах по горелочным устройствам, топкам котлов и системам пылеприготовления, способствующих не только низкоэмиссионному сжиганию кузнецких углей марки Д, но и обеспечивающих требуемые технико-экономические показатели. Объектом исследования являются топочные процессы, горелочные устройства энергетических котлов и системы пылеприготовления. Методом исследования является математическое моделирование топочных процессов. Актуальность данной работы обусловлена важностью обеспечения соответствия экологическим нормам, в частности нормам выбросов оксидов азота NOx, вновь вводимого в работу энергетического оборудования. Рассмотренные в статье технические мероприятия выбраны по результатам численного моделирования топочного процесса и расчета таких его параметров, как поля температур, концентрация дискретной фазы и содержание кислорода на различных высотных отметках и сечениях при варьируемых исходных данных (включая расположение сопл третичного дутья, перераспределение воздуха по горелкам и т. д.). Итогом исследования явился обоснованный выбор одного из них в качестве рабочего варианта.

The paper considers the solutions regarding decreasing of environmentally harmful nitrogen oxide emissions when combusting the Kuznetsk coal grade D on the power boilers of E-240-13,8-560KT type for the newly built power plant in Kaliningrad oblast. The aim of the research is to develop the list of technical solutions that will be implemented on the newly built power boilers for the burner devices, furnaces and the dust preparation system, which will contribute to low-emission combustion of Kuznetsk coal grade D and will provide the needed technical and economical results. The object of the study is furnace processes, burner devices of power boilers and the dust preparation systems. The research method is mathematical modeling of combustion processes. The relevance of this article is caused by the importance of compliance of newly built power equipment with the environmental standards, in particular the standards of nitrogen oxide emissions. The following solutions were chosen after mathematical modeling of combustion process and calculation of such parameters as the field of temperatures, concentrations of discrete phase and oxygen at the different altitude heights and sections with different initial data (like the positioning of overfire air nozzles, air redistribution). The result of the study was a reasonable choice of the only working option.