Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Повышение эффективности сжигания низкосортных твердых топлив в котлах малой мощности Стрельников Алексей Сергеевич

Повышение эффективности сжигания низкосортных твердых топлив в котлах малой мощности
<
Повышение эффективности сжигания низкосортных твердых топлив в котлах малой мощности Повышение эффективности сжигания низкосортных твердых топлив в котлах малой мощности Повышение эффективности сжигания низкосортных твердых топлив в котлах малой мощности Повышение эффективности сжигания низкосортных твердых топлив в котлах малой мощности Повышение эффективности сжигания низкосортных твердых топлив в котлах малой мощности Повышение эффективности сжигания низкосортных твердых топлив в котлах малой мощности Повышение эффективности сжигания низкосортных твердых топлив в котлах малой мощности Повышение эффективности сжигания низкосортных твердых топлив в котлах малой мощности Повышение эффективности сжигания низкосортных твердых топлив в котлах малой мощности
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Стрельников Алексей Сергеевич. Повышение эффективности сжигания низкосортных твердых топлив в котлах малой мощности : дис. ... канд. техн. наук : 05.23.03 Иркутск, 2006 141 с. РГБ ОД, 61:07-5/346

Содержание к диссертации

Введение

Глава I. Современное состояние проблемы эффективного сжигания твердого топлива в котлах малой мощности . . . 10

1.1. Отопительные котлы малой мощности и сжигание

твердого топлива в них , . . 10

1.1.1. Характеристика и свойства твердых топлив . 10

1.1.2. Общие сведения о горении твердого топлива при слоевом сжигании 11

1.1.3. Отопительные котлы для сжигания твердого топлива 16

1.1.4. Технико-экономическое состояние источников тепловой энергии малой мощности в г. Чите и Читинской области . 18

1.2. Основные загрязнители атмосферного воздуха . 20

1.2.1. Твердые частицы . 20

1.2.2. Оксиды серы . . . 21

1.2.3. Оксиды азота . 23

1.2.4. Продукты неполного сгорания и канцерогенные вещества . 27

1.2.5. Влияние выбросов котельными установками на качество атмосферного воздуха . 29

1.2.6. Расчет концентраций вредных веществ в атмосферном воздухе . 30

1.2.7. Системы предельно-допустимых концентраций (ПДК) 32

1.3. Пути повышения эффективности сжигания твердого топлива в котлах малой мощности . 33

1.3.1. Необходимость оборудования котлов и котельных КИП и автоматикой . 33

1.3.2. Оптимизация подачи воздуха для горения . 34

1.3.3. Оптимизация режима работы котла . 35

1.3.4. Повышение экономичности сжигания твердого топлива 36

1.3.5. Влияние качества и вида топлива на загрязнение воздушного бассейна . , 37

1.3.6. Рассеивание загрязняющих веществ в атмосфере 38

1.4. Выводы и постановка задач собственных исследований 39

Глава II. Новая конструкция котла малой мощности для сжигания твердого топлива 43

2.1. Технология сжигания твердого топлива и устройство маломощного котла новой конструкции , 43

2.2. Теоретические основы процесса горения твердого топлива в слое при использовании новой конструкции котла 48

2.3. Методика проектирования котлов новой конструкции для сжигания твердого топлива в слое и регламент их эксплуатации 59

2.3.1. Определение геометрических размеров топочной камеры 59

2.3.2. Определение количества спиральных витков внутренней и наружной панелей и геометрических размеров котла в целом 61

2.3.3. Правила эксплуатации котлов новой конструкции 62

2.4. Составление теплового и эксергетического балансов котельной установки ... 65

2.5. Расчет выбросов токсичных загрязнителей по измеренным концентрациям и оценка мощности

выбросов загрязняющих веществ в атмосферу . 69

Глава III. Постановка экспериментальных исследований . 77

3.1. Объекты экспериментального исследования . 77

3.2. Методы анализа газообразных выбросов в дымовых газах 81

3.2.1. Аналитические методы определения концентраций токсичных компонентов в дымовых газах . 81

3.2.2. Инструментальные методы анализа дымовых газов 83

3.3. Методика измерений и обработка опытных данных . 92

3.4. Анализ погрешностей измерений . 96

3.5. Экспериментальные исследования образования вредных выбросов в котлах малой мощности 97

3.5.1. Зависимость вредных выбросов от нагрузки котельных установок 97

3.5.2. Зависимость вредных выбросов от коэффициента избытка воздуха 103

Глава IV. Сравнительный анализ количественных характеристик выбросов вредных веществ и значений КПД 109

4.1. Изменение характеристик дымовых газов в

течение цикла горения 109

4.2. Сравнительный анализ КПД котлов путем составления тепловых и эксергетических балансов 113

4.3. Апробация и внедрение результатов исследования . 114

Глава V. Экономический эффект от внедрения новой конструкции котла для сжигания твердого топлива . 116

5.1. Оценка экономической эффективности внедрения новой конструкции котла для сжигания твердого топлива . 116

5.1.1. Приведение рассматриваемых вариантов в сопоставимый вид 116

5.1.2. Предполагаемые результаты расчета экономической эффективности внедрения новой конструкции котла в муниципальных котельных города Читы . 117

5.2. Анализ влияния качества топлива на экологические показатели котельных агрегатов в Читинской области . 120

Заключение 124

Список используемой литературы

Введение к работе

В настоящее время особую актуальность приобретает проблема эффективного сжигания твердого топлива в отопительных и промышленных котельных установках малой мощности.

Основными факторами, определяющими важность данного вопроса, являются не только отказ от централизованного теплоснабжения и установка в новых зданиях индивидуальных отопительных котлов, но и отсутствие эффективных технологий сжигания твердого топлива в них. В результате этого во многих городах небольшие по мощности котельные, вместе с автотранспортом, определяют уровень приземной концентрации токсичных загрязнителей.

Поступление в атмосферный воздух огромных объёмов продуктов сгорания топлива от котлов малой мощности, промышленных печей, а также отработанных газов автомобилей изменяет состав атмосферного воздуха, приближая концентрации вредных веществ к опасным по биологическому действию на человека.

Технология слоевого сжигания твердого топлива и конструкции котлов со слоевыми топками появились во второй половине XIX - первой половине XX веков (в России это работы А.В. Вихрова, Л.К. Рамзина, В.Г. Шухова, Т.Т. Усенко и многих других) [22, 23]. Затем в связи с переходом на сжигание жидких и газообразных топлив, а также факельное сжигание твердых топлив во взвешенном состоянии внимание к слоевому сжиганию было снижено, что послужило причиной технической отсталости в данном вопросе.

В последние четверть века велись интенсивные исследования условий эффективного сжигания различных топлив и образования при этом вредных выбросов. При этом усилия специалистов были нацелены на поиск методов и механизмов организации и управления процессами горения, позволяющие минимизировать выбросы в атмосферу вредных ингредиентов и повысить КПД топливосжигающих установок.

Однако существует необходимость в продолжении таких исследований применительно к малой энергетике, что объясняется следующими факторами. Во-первых, известные подходы к решению проблемы эффективного сжигания твердого топлива [1...6] пригодны, в основном, к большим энергетическим котлам тепловых электростанций. В котлах же малой мощности эта проблема решается иными путями в силу специфики условий их работы и небольших размеров оборудования. Во-вторых, после принятия закона РФ «Об охране атмосферного воздуха» усилился контроль за соблюдением экологических требований, в соответствие с которыми были ужесточены нормативы на выбросы оксидов азота в атмосферу [7]. В-третьих, эксплуатационный персонал, включая руководство промышленных и отопительных котельных, недостаточно подготовлены для решения экономических и экологических проблем, поставленных перед ними в последние годы. В технических журналах часто встречаются статьи по различным аспектам повышения КПД и защиты атмосферы от вредных выбросов промышленных и отопительных котельных. Однако разрозненный, а порой и противоречивый характер этих публикаций не позволяет в полной мере удовлетворить потребности работников жилищно-коммунальной сферы.

Читинская область, включая г. Чита, относится к регионам, в которых объекты энергетики в своем большинстве пользуются углем. Поэтому проблема снижения вредных выбросов и повышения эффективности котлов малой мощности при сжигании твердого топлива остается одной из важнейших на ближайшее будущее.

В связи с этим диссертационная работа имела целью: усовершенствовать конструкцию маломощного котла и технологию сжигания твердого топлива в слое, на основе исследования которых дать оценку термодинамической и экологической эффективности применения слоевых котлов небольшой мощности.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

  1. Провести исследования процессов горения топлива и образования вредных выбросов в котлах с новой конструкцией;

  2. Получить данные об особенностях и параметрах топочных процессов в котлах усовершенствованной конструкции;

  1. Разработать методику проектирования маломощных котлов этой конструкции;

  2. Оценить экономический и экологический эффект от применения подобных котлов и технологии сжигания твердого топлива в них.

В качестве объектов исследования были использованы маломощные котельные установки, расположенные в г. Чите и Читинской области.

Диссертация состоит из введения, 5-й глав, заключения, списка литературы и приложений.

В главе I проанализировано современное состояние проблемы повышения эффективности и загрязнения атмосферного воздуха при сжигании твердого топлива котельными установками малой производительности, приведены данные о технико-экономическом состоянии источников тепловой энергии в г. Чите.

Сформулирована цель исследований, приведен перечень основных задач, которые необходимо решить для ее достижения.

Во II главе описывается предлагаемая автором новая конструкция для сжигания твердого топлива в котлах малой мощности. Приводятся краткие сведения о теоретических основах процесса горения твердого топлива в слое при использовании новой конструкции котла.

Изложена также методика определения величины загрязняющих веществ в продуктах сгорания, описаны методы составления теплового и эксергетического балансов с определением энергетического и эксергетического КПД применительно к котлам новой конструкции для сжигания твердого топлива в слое.

В III главе выполнены экспериментальные исследования процессов образования вредных веществ при использовании новой конструкции котла и

технологии сжигания твердого топлива на примере котла КВр-0,5Б котельной с. Засопка МУП «Читинский район» Читинской области, а также существующих котлов КВр-0,8, КВ-0,5 и «Братск-1М». Главной целью исследований ставилось определение количественных характеристик выбросов вредных веществ и значений КПД для котлов новой конструкции и существующих котлов. Описана методика проведения экспериментальных исследований, перечислены замеряемые параметры, а также используемые приборы и оборудование.

В TV главе сделан сравнительный анализ количественных характеристик выбросов вредных веществ и значений КПД котлов новой конструкции и существующих котлов, сжигающих топливо в слое. Представлены результаты сравнения данных тепловых и эксергетических балансов, рассчитанных для рассмотренных котлов.

В V главе на примере города Читы производится экономическое сравнение новой конструкции котла ООО «Каскад» для сжигания твердого топлива и обычных котлов со слоевым сжиганием ДУ «Тепловик» ОАО «ТГК-14».

Показано, что экономический эффект от внедрения новой технологии сжигания твердого топлива в котлах усовершенствованной конструкции за один отопительный сезон составит 254819,4 рублей. Себестоимость производства тепловой энергии в регионе может снизиться на 113 рублей за 1 Гкал, что позволяет предположить аналогичное снижение тарифов на тепловую энергию для населения Читы и Читинской области.

Помимо разработки и внедрения новой конструкции котла для сжигания твердого топлива в работе рассмотрена возможность снижения негативного воздействия котельных установок на окружающую среду. Это стало возможным путем применения экологически более чистого топлива, установленного на основе рассчитанных и предложенных показателей вредности.

В работе получены следующие научные результаты:

1. В работе усовершенствована конструкция котла, предложена
технология сжигания твердого топлива в нем.

  1. Исследована и освоена в промышленных условиях разработанная конструкция котла для сжигания твердого топлива, которая за счет развитости поверхностей нагрева, газоплотности конструкции и применения Т-образной колосниковой решетки позволяет достичь энергетического КПД котла не ниже 75%.

  2. Разработана методика проектирования котлов новой конструкции для сжигания твердого топлива в слое. Методика включает расчет геометрических размеров топочной камеры и котла в целом, а также количество спиральных витков внутренней и наружной панелей. Сформулированы правила (регламент) эксплуатации котлов новой конструкции.

  3. Проведены экспериментальные исследования термодинамической эффективности котлов, а также процессов образования вредных веществ. Сделан сравнительный анализ выбросов в окружающую среду котлами новой конструкции и существующими котлами.

  4. На основе экспериментальных данных составлены энергетический и эксергетический балансы котла новой конструкции и существующего котла той же производительности, подтверждена эффективность использования разработанных автором котлов для сжигания твердого топлива в слое.

6. Оценен экономический эффект применения котла новой
конструкции в муниципальных котельных города Читы и Читинской области,
который из расчета на один котел составил 254819,4 рублей за один
отопительный сезон.

7. Предложены показатели вредности для оценки экологического
воздействия топлива на окружающую среду при сжигании в котлах малой
мощности.

Общие сведения о горении твердого топлива при слоевом сжигании

Горение топлива - это сложный физико-химический процесс окисления органической массы со значительной скоростью тепловыделения и развитием высоких температур.

Химический состав различных углей весьма разнообразен, но во всех случаях при завершении топочного процесса продукты сгорания содержат азот N2, остатки кислорода ( диоксид углерода С02 водяные пары Н20, а также диоксид серы S02 (при сжигании серосодержащих топлив), оксиды азота (при сжигании любых топлив) и летучую золу (при сжигании твердых топлив, промышленных и бытовых отходов) [20].

Слоевые топки - устройства, предназначенные для сжигания твердых органических топлив в кусках с поперечным размером до 100 мм в слое толщиной до 300 мм в зависимости от крупности куска на решетке, называемой колосниковой. На колосниковую решетку подаются в необходимой пропорции кусковое топливо и воздух. Топливо поступает на колосниковое полотно, как правило, сверху, реже - сбоку или снизу, воздух -всегда снизу, через специальные отверстия в колосниках, живое сечение которых 5...15% и больше. Основная масса топлива сгорает в виде кокса в самом слое, горючие газы - в слое и надслойном объеме топочной камеры.

Предельные размеры колосникового полотна и удельная тепловая нагрузка зеркала горения не позволяют для обычных условий поднять на слоевых топках паропроизводительность агрегата выше 14...21 кг/с (50...75 т/ч) [21].

На рис. 1.1 даны изменения параметров горения в неподвижном слое с верхней загрузкой топлива.

В слое обнаруживаются три прослойки (рис. 1.1, а): вверху располагается слой свежего топлива, внизу - слой шлака с минимальным содержанием недогоревшего кокса (шлаковая подушка), а в середине -толстая прослойка раскаленного горящего кокса. Заметим, что при загрузке свежего топлива на слой горящего имеет место эффективное двойное зажигание: снизу от горящего кокса и сверху от горящих газов.

Максимальные избытки воздуха а (см. рис. 1.1, б) приходятся на низ слоя, а температуры - на верхнюю часть слоя горящего кокса (рис. 1.1, в).

На рис. 1.1, г представлен характер газообразования по глубине слоя для мелочи антрацита при толщине слоя 25 мм и скорости дутья 0,5 м/с.

В кислородной зоне (К) параллельно образуются СО2 и СО. К концу кислородной зоны концентрация кислорода снижается до I.. .2%, а углекислоты - достигает своего максимума.

В восстановительной зоне (В) из-за отсутствия кислорода С02 взаимодействует с раскаленным углеродом (коксом) и образует в большом количестве СО. Отсюда в восстановительной зоне по высоте слоя концентрация углекислого газа падает, а окиси углерода растет. Температура слоя по высоте к концу кислородной зоны достигает максимума, в восстановительной - падает из-за эндотермического характера восстановительных реакций COj и Н20. Толщина зоны К в 4...6 раз меньше, чем зоны В, и равна примерно 1...2 диаметрам кусков горящего топлива. Характер газообразования позволяет варьировать составом газа, покидающего слой. При желании получить инертные газы за пределами слоя, т.е. получить максимум теплоты, процесс следует вести в тонком слое с избытком окислителя; при желании получить горючие газы (при процессе газификации) процесс следует вести при утолщенном слое и недостатке кислорода.

Процесс горения в этой топке протекает при очень неблагоприятных условиях, главным образом, благодаря периодической загрузке в топку сравнительно больших порций холодного топлива и прорыва во время заброски топлива в топочную камеру значительного количества лишнего воздуха через открытую топочную дверку [22]. Оба эти обстоятельства сильно снижают температуру в топочном объеме и нарушают нормальное протекание процесса горения. Порция свежезаброшенного холодного топлива закрывает слой топлива, затеняя его накаленную поверхность, что ведет к снижению в это время радиации от слоя к поверхностям нагрева. По окончании заброски при закрытой топочной дверке через зону свежезаброшенного топлива проходят горячие продукты горения и избыточный воздух из нижележащих частей слоя топлива, ускоряя прогрев, подсушку и разложение на летучие и кокс заброшенной порции топлива. Однако прогрев и воспламенение свежезаброшенного топлива осуществляется не только за счет этого тепла, но и за счет теплопроводности от лежащего ниже накаленного горящего топлива и излучения раскаленной обмуровки. Из верхней зоны слоя в топочную камеру попадают влага топлива W и летучие, состоящие из СН4, Н2, СО и С02. В зоне свежезаброшеннго топлива может иногда протекать некоторое время восстановительная реакция восстановления С02 в присутствии углерода в СО. Эта эндотермическая реакция, поглощая тепло, оказывает замедляющее действие на прогрев и воспламенение свежезаброшенного топлива.

Теоретические основы процесса горения твердого топлива в слое при использовании новой конструкции котла

Уменьшение избытка воздуха позволяет снизить скорости движения газов по слою, повысить температуры в слое и в топочном пространстве, тем самым, содействуя лучшему сжиганию и снижению потерь тепла с уносом

Накопленная сверху и охлаждаемая снизу холодным воздухом шлаковая подушка является хорошей защитой колосников от действия высокой температуры вышележащей зоны горения углерода.

Таким образом, предложенная конструкция щелевого колосника позволяет значительно снизить потери теплоты от механической неполноты сгорания дА.

Кислород дутья вступает в реакции с углеродом, образуя оксид и диоксид углерода одновременно. Поднимаясь выше и встречая на своем пути раскаленное топливо, диоксид углерода восстанавливается до оксида углерода. При дальнейшем движении вверх, в зону подготовки топлива, горячие газы производят термическое разложение топлива (пиролиз), при этом парогазовые продукты пиролиза смешиваются с газами восстановительной зоны и дожигаются в топочном объеме котла. После прохождения дымовыми газами конвективных поверхностей нагрева котла они направляются в дымовую трубу.

Уголь в топку подается без какой-либо предварительной подготовки в виде крупнокускового топлива (с размером кусков от 6 до 80 мм). В топочной камере благодаря высокой температуре оно подвергается термическому разрушению и за счет барботажа слоя шлака равномерно распределяется по сечению. После подсушки и частичного термического разложения топливо превращается в полукокс и далее в кокс, вступающий в реакции газификации и горения.

В результате в топке создаются благоприятные условия для тепломассообмена, обеспечивающие высокую эффективность процесса горения угля. Восстановительная среда и понижение температуры в топочной камере котла приводят к снижению образования оксидов азота. С целью связывания серы к углю можно добавлять известняк.

Существенной особенностью предложенной конструкции котлоагрегата КВр-0,5Б является то, что он собран из четырех обогреваемых панелей - фронтальной, задней, наружной и внутренней панели. Наружная и внутренняя панели выполнены в виде спиралей, вставленных одна в другую, что позволило уменьшить габариты котла и снизить металлоемкость. Внутренняя панель образует камеру сгорания, где происходит сгорание продуктов газификации и мелких фракций топлива, и соединяется с топочным устройством. Панели котла сварены между собой и образуют газоплотную конструкцию с внутренними и наружными газоходами -камеру охлаждения. Газоплотность конструкции позволила получить на выходе из котла значения коэффициента избытка воздуха на достаточно низком уровне, что снизило потери теплоты с уходящими газами q2. Трубы наружной и внутренней панелей обогреваются с обеих сторон. Панели котла изготовлены из цельнотянутых труб Ст 20 диаметром 76x4 мм с вваркой между ними плавника 3x30 стЗпс.

Движение дымовых газов в котле следующее (рис. 2.3). Дымовые газы из внутренней панели через окно, образованное плавниками попадают во внутренний газоход, где разделяются на два потока и проходят между внутренней и наружной панелями. Затем, пройдя окна наружной панели, попадают в наружный газоход наружной панели, омывают ее трубы с наружной стороны и попадают в сборный короб, откуда отводятся в дымовую трубу. Таким образом, уходящие газы, пройдя через все панели, значительно снижают свою температуру, уменьшая тем самым потери тепла с уходящими газами цг и увеличивая КПД котельной установки.

Движение воды в панелях - подъемно-опускное, число труб в ходе: наружная и внутренняя панели - 1, фронтальная и задняя - 2. Скорость движения воды в трубах составляет при номинальном расходе воды через котел около 1,5 м/с. Панели котла соединены между собой по ходу воды последовательно: вход воды в заднюю панель, затем наружная панель, внутренняя и выход воды из фронтовой панели.

Аналитические методы определения концентраций токсичных компонентов в дымовых газах

Самыми распространенными в 70-х и начале 80-х годов были аналитические методы определения концентрации NO Эти методы, несмотря на многочисленные усовершенствования [45, 49, 53...54], продолжают оставаться достаточно сложными и не очень надежными. Значительная погрешность связана также с методами отбора пробы. Известно, например, что использование пробоотборников даже из нержавеющей стали при высокой температуре отбираемых газов возможно только в том случае, если газы содержат избыточное количество кислорода. В случае восстановительной атмосферы происходит взаимодействие N0 с СО, в результате чего концентрация NOx в пробе снижается. Инертными по отношению к N0 являются тефлон (используется при температуре до 150С), стекло (до 400С) и диоксид кремния (до 800С). Вторая трудность определения концентрации NOx связана с присутствием в дымовых газах кислорода, влаги, золовых частиц, оксидов серы, а иногда - и продуктов неполного сгорания (СО и Н2).

Наибольшее распространение получили аналитические методы на основе синтеза азокрасителей с участием нитритов. Применённый в 80-е годы отечественными энергетиками фотоколориметрический метод основан на цветной избирательной реакции химического взаимодействия между N02 и индикаторным раствором с реактивом Грисса. Монооксид азота N0, который является основной составляющей оксидов азота в продуктах сгорания, необходимо доокислить до NO2. Для этой цели в методике [54] используется йодистый калий, а по [45] поглощение и проявление N02 производится водным раствором реактива Грисса. Последний метод позволяет экономить время на проведение анализа, так как по методике [54] требуется выдержка пробы газа в течение 20...24 ч для полного перехода N0 BN02.

В США Агентством по защите окружающей среды в качестве контрольной аналитической методики для определения концентрации NOx в дымовых газах рекомендован метод, основанный на измерении иона JV3 фенолдисульфокислотой (так называемый метод № 7). Оксид азота в этом случае доокисляется с помощью перекиси водорода. Продукты реакции нитратов с фенолдисульфокислотой окрашиваются в желтый цвет. Этот метод достаточно точен, но весьма трудоемок и требует высокой квалификации исполнителя [49]. Кроме того, существенным недостатком его является большая длительность проведения анализа.

В связи с этим в США разработаны и проверены в полевых условиях так называемые интегрированные методы отбора проб и их анализа для определения выбросов NOx. При отборе проб используется раствор 4%-ного перманганата калия и 2%-ный раствор гидроокиси натрия, а также молекулярный фильтр. Анализ осуществляется колориметрическим методом или с помощью ионной хроматографии. Использование перманганата калия показало хорошее согласование с методом № 7.

Общим недостатком всех методов анализа проб является невысокая достоверность отдельных анализов в связи с колебанием во времени концентрации NOx в дымовых газах. Эти колебания вызваны изменением содержания азота в топливе (при сжигании угля) и нестабильностью топочного процесса. В работе [50], например, сообщается о результатах испытания двух пылеугольных котлов. Опыты при сжигании углей из Польши, Великобритании и США проводились двумя группами исследователей в течение 180 ч. Пробы дымовых газов для анализа на NOx, С02, СО и SO2 отбирались с интервалом в 12 мин. Сопоставление кривых частотного распределения концентраций по времени показало значительную флуктуацию. Авторы делают вывод, что кратковременные опыты не обеспечивают статистически достоверной информации. Достоверные результаты, по их мнению, могут быть получены только при непрерывных измерениях в течение длительного времени.

Другим способом получения надежной информации о выбросах оксидов азота является применение приборных методов определения концентрации.

Сравнительный анализ КПД котлов путем составления тепловых и эксергетических балансов

Для сравнения маломощных котлов, сжигающих твердое топливо разными способами (обычная ручная неподвижная колосниковая решетка, механизированная топка и предлагаемая автором новая конструкция топки для сжигания топлива), по эксергетическим показателям воспользуемся методикой, изложенной в главе 2.

В таблицах 4.1 и 4.2 представлены энергетический и эксергетический балансы котлов КВр-0,5Б и КВ-0,5. Поступление энергии (эксергии) в котел определено на основе удельных значений химической энергии и эксергии и расхода сжигаемого в котлах бурого угля Татауровского месторождения.

Анализ показывает, что в промышленно-отопительных котельных имеют место большие потери эксергии. В частности, в эксергетическом балансе имеются две весьма значительные статьи потерь, которые отсутствуют в тепловом.

Это потери от необратимости процесса горения топлива в топке, связанные с переходом химической энергии топлива в тепловую при заданном температурном потенциале, от которых зависит величина этих потерь. И потери от необратимости теплообмена между продуктами сгорания топлива и теплоносителем, обусловленные физической разностью температур между греющей и нагреваемой средами.

Апробация новой технологии сжигания твердого топлива была осуществлена в котельной села Засопка МУП «Читинский район» Читинской области на котле КВ-0,5Б,

Результаты исследования используются и внедрены на котельных установках малой мощности, производимых ООО «Каскад», в том числе: 1. В котельной Завода торгового оборудования при внедрении новой технологии сжигания твердого топлива на котле КВр-0,5Б (р-н школы №17); 2. В котельной ЧитаТоргТехника по ул. Воинская площадка г. Читы; 3. В котельной ООО «ЖБИ» в п. Рудник Кадала Читинской области; 4. В котельной Автобазы (Троллейбусное Депо) г. Читы; 5. В котельной фабрики «Ант» на котле КВр-1,0Б (п. Антипиха Читинского района Читинской области); 6. В котельной с. Тарбагатай Петровск-Забайкальского района Читинской области; 7. В котельной ст. Приисковая Нерчинского района Читинской области; 8. В котельной с. Танга Улетовского района Читинской области; 9. В котельной с. Акша Акшинского района Читинской области; 10. В котельной с. Кыра Кыринского района Читинской области; 11. В котельной Алек-Заводского района Читинской области.

Это далеко не полный перечень внедрения новой конструкции маломощного котла для сжигания низкосортного твердого топлива. Следует отметить, что на данный момент производится целый ряд котлов типа КВр с разной номинальной тепловой мощностью (в диапазоне от 0,05 до 1,16 МВт) для работы не только на угле, но и на дровах. Котлы имеют идентичную конструкцию и отличаются количеством петель внутренней и наружной панелей.

К настоящему времени изготовлено около 100 таких котлов, которые смонтированы и эксплуатируются в различных населенных пунктах Читинской области.

Внедрение котлов новой конструкции в коммунальную теплоэнергетику Читинской области обеспечивает сокращение потребления топлива, снижение себестоимости производимой тепловой энергии, улучшение качества теплоснабжения. Акт внедрения результатов работы прилагается.

В данной главе на примере города Читы рассматривается экономическое сравнение использования новой конструкции котла для сжигания твердого топлива, производимых ООО «Каскад», и котлах со слоевым сжиганием ДУ «Тепловик» ОАО «ТПС-14», и как внедрение новой конструкции отразится на формировании себестоимости на тепловую энергию.

Проведенные экспериментальные исследования на котлах со слоевым сжиганием позволяют провести экономическую эффективность внедрения новой конструкции котла для сжигания твердого топлива.

Сравнение двух вариантов будет производиться лишь по изменению расхода топлива на котел за отопительный период,

Похожие диссертации на Повышение эффективности сжигания низкосортных твердых топлив в котлах малой мощности