Стабилизация выхода жидкого шлака в топках с жидким шлакоудалением - Автореферат

Стабилизация выхода жидкого шлака в топках с жидким шлакоудалением Специальность 05.14.14 - «Тепловые электрические станции, их энергетические системы и агрегаты»Работа выполнена на кафедре «Тепловые электрические станции» Восточно-Сибирского государственного технологического университета Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Карпенко Евгений Иванович Защита диссертации состоится «22» октября 2009 г. в 1400 часов на заседании диссертационного совета ДМ 212.039.03 по Тепловым электрическим станциям при Восточно-Сибирском государственном технологическом университете (ВСГТУ) по адресу: 670013, г. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Восточно-Сибирского государственного технологического университета.Потребности мирового энергетического сектора в топливе для производства тепла и электроэнергии обеспечиваются углем на 25%, при этом угольные электростанции производят 38% мировой электроэнергии. Свыше 50 котлов указанных ТЭС оборудованы топками с жидким шлакоудалением. Несмотря на технико-экономическую привлекательность и тенденцию увеличения объемов использования твердого топлива низкого качества, применение в топливном балансе непроектных видов топлива существенно сказывается на стабилизации выхода жидкого шлака, а в некоторых случаях становится практически невозможным. Внедрение плазменных технологий, использующих низкотемпературную плазму для повышения реакционной способности твердого топлива и стабилизации выхода жидкого шлака в топках с жидким шлакоудалением, становится актуальным особенно в свете существующих тенденций ухудшения топливной базы и использования непроектных видов топлив. Цель исследования состоит в использовании и научно-техническом обосновании новых подходов к сжиганию низкосортных и непроектных твердых топлив для обеспечения стабильного жидкого шлакоудаления и надежности работы котлов с жидким шлакоудалением ТЭС в различных эксплуатационных режимах с использованием плазменно-энергетических технологий.В первой главе «Анализ эксплуатации котлов с жидким шлакоудалением и существующие технологии стабилизации выхода жидкого шлака» проведен анализ топливной базы ТЭС и эксплуатации котлов с жидким шлакоудалением, рассмотрены существующие технологии стабилизации выхода жидкого шлака в топках с жидким шлакоудалением, описаны их преимущества и недостатки, а также показана перспектива их применения для пылеугольных ТЭС. Непосредственное сжигание твердых топлив ухудшенного качества, непроектных видов топлив связано со значительными трудностями ухудшения воспламенения, стабилизации горения, полноты выгорания угля и стабильной эвакуации жидкого шлака. Снижение температурного уровня горения в активной зоне горения приводит к интенсивной сепарации несгоревших частиц топлива на под топки, что даже при полной нагрузке котла не позволяет достичь необходимых условий устойчивого выхода шлака в котлах с жидким шлакоудалением. К тому же совместное сжигание его с углем при различных коэффициентах избытка воздуха для топлив с различной реакционной способностью ухудшает экологические показатели, создает условия для увеличения скорости высокотемпературной и низкотемпературной серной коррозии поверхностей нагрева, что снижает эксплуатационную надежность и увеличивает вероятность возгорания отложений в хвостовых частях котлоагрегата. Условием надежной эвакуации жидкого шлака из топки котлоагрегата является температура Jфmin на выходе из зоны активного горения, которую можно определить по формуле (1): (1) где ?Т=Тнж - Тгр - перепад температур в стекающей пленке жидкого шлака, К; Тнж - температура нормального жидкого шлакоудаления, К; Тгр - температура на границе неподвижного и стекающего шлака, К; ?шл - теплопроводность расплавленного угольного шлака, КВТ/(м•К); ?шл - характеристика вязкости шлака, 1/град; ?аг - приведенная степень черноты зоны активного горения; ?гр - вязкость при температуре Тгр, Па•с; Go - количество вводимой в топку золы, кг/с; ?шл - коэффициент шлакоулавливания ?шл= 1 - ?ун; g - ускорение свободного падения, g=9,81• Плазменные технологии позволяют полностью исключить использование для стабилизации выхода жидкого шлака высокореакционных видов топлив (природного газа и топочного мазута). • Дополнительное тепло, полученное при использовании надподовых плазменно-угольных горелок, позволяет повысить степень выгорания топлива и локальную температуру вблизи подовой части котла, необходимую для достижения стабильного выхода жидкого шлака в широком диапазоне эксплуатационных нагрузок.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ