Анализ мирового опыта создания угольных энергоблоков с применением технологии ультра-суперкритического пара

Для разделения горящего факела на области разных местных избытков воздуха или  для разделения стадий сжигания топлива  в объеме факела целесообразно использовать вторую зону - область очень резкого  затухания процессов турбулентного  переноса в закрученном потоке, которое  происходит даже при резкой интенсификации управляющим СРВ переноса в центральных  и периферийных областях потока. Нами, видимо, впервые было установлено, что  эта кольцевая область минимальных  значений турбулентной вязкости и напряжений турбулентного трения совпадает  с локализацией в закрученном  потоке нулевых значений радиальной скорости (Wr = 0). Здесь скорость Wr изменяет направление на противоположное, то есть, - это граница расширяющейся  и сужающейся областей любого закрученного потока или факела. Радиус (Rr0) этой зоны всегда меньше радиуса максимальных осевых скоростей, но больше радиусов максимумов вращательной скорости, а  также радиусов нулевых полных давлений (Rh0). Нами установлено, что управляющий  СРВ сильно влияет на изменение радиуса обсуждаемой области (Wr = 0), при нашем желании сильно уменьшая его.

Третья, важная для инженерной практики зона, - это  зона центральной турбулизации потока, появление которой и ее локализацию  разные авторы чаще связывают с приосевым  обратным током сильно закрученного потока (вихря). Нами уточнено положение  этой зоны, которое соответствует  зоне радиусов локализации максимальных радиальных скоростей, то есть зоны наиболее интенсивного расширения центральной  области потока, где происходит наиболее активное взаимодействие среды обратного  тока с основным закрученным потоком, выходящим из горелки. Струйный вдув резко активизирует эти процессы, уменьшая радиус этой хоны, приближая  ее почти к самой оси вращения потока. При этом этот радиус всегда на 10-15% больше радиуса внешней границы  приосевого обратного тока. Эти сведения на наш взгляд особо важны для  оптимизации схем центрального ввода  топлива и его сжигания без  выбросов канцерогенов на отдаленных участках факела при местных избытках воздуха на оси корня факела значительно  ниже стехиометрических.

Таким образом, управляющий вдув через стенку выходного  канала горелки способен превратить стандартную нерегулируемую вихревую горелку любого типа в регулируемую с широким диапазоном регулирования. Использование СРВ способно конструкцию  обычной горелки, при использовании  позонного разделения потока на области  разной интенсивности турбулентного  массообмена, превратить в специальную  экономичную горелку экологически безопасного сжигания (ГЭЧС) для любого вида энергетического топлива.

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

Таким образом, вследствие плохого взаимодействия сильно раскрытых завихренных факелов  при плохом заполнении ими топочного  объема вихревые горелки на крупных  парогенераторах все больше вытесняются  щелевыми горелками. Это способствует имеющиеся недостатки в работе вихревых горелок. Горелки большой производительности крупногабаритны и имеют амбразуры  больших размеров. Так, например, для  горелок производительностью 11 т/ч  по АШ амбразура выполняется диаметром  1480 мм в цилиндрической части и 1625 мм в устье конической части.

Мощным излучением и проникновением горячих продуктов  сгорания в амбразуры большого размера  металлические насадки и рассекатель  горелки сильно нагреваются и  обгорают. В этих условиях ненадежно  работают прямоточно-улиточные горелки. Для уменьшения обгорания и повышения  надежности работы горелки амбразуры  стали выполнять цилиндрическим. Но это связано с уменьшением  раскрытия факела, т.е. противоречит основному принципу работы вихревых горелок. В вихревых пылеугольных горелках имеются и конструктивные недостатки. Вихревые горелки громоздки, сложны в изготовлении, требуют сложной  разводки экранных труб у больших  круглых амбразур. И, наконец, вихревые горелки обладают повышенным аэродинамическим сопротивлением и подвержены большему износу пылевоздушным потоком.

 

 

 

Топливо	Технология сжигания	Тепловая эффективность % нетто
Уголь	ПЖТ включая котлы с сухой (КСТ) и влажной (КВТ) топками	45- 47 %	Зависит от конкретной станции, как правило при вводе станции составляет 40-42%, но в процессе оптимизации увеличивается на 2-3 %
Лигнит	ПЖТ используя котлы с сухой топкой	42-45 %
ПЖТ- пылевидное сжигание топлива; КСТ- котел с сухой топкой; КВТ- котел с влажной топкой;

 

3. Анализ развития технологии использования пара с  ультра-суперкритическими показателями в угольных энергоблоках

4. Анализ  находящихся в промышленной эксплуатации проектов связанных с применением технологии ультра-суперкритического пара в угольных энергоблоках,  в странах Евросоюза, США и Китая

5. Анализ  возможностей применения международного опыта создания угольных энергоблоков использующих технологий ультра-суперкритического пара в электроэнергетике России.

6. Глоссарий

№	термин	определение
	BREF	Рекомендательный справочный документ о «наилучших доступных технологиях»
	WEA	Международное энергетическое агенство
	КПД	Коэффициент полезного действия
	НСТ	Наилучшие существующие технологии
	НДТ	Наилучшие доступные
	ПЖТ	Пылевидное сжигание топлива
	ТЭС	Тепловая электростанция
	КМН	Котел с мокрым низом
	КСТ	Котел с сухим низом
	ASTM	Американское общество по испытаниям и материалам
	B.T.U.	Британская мера теплотворности. Количество тепла необходимое для нагревания 1 фунта епла на 1 градус по Фаренгейту
	UN ECE	United Nations Economic Commission for Europe - Объединенная национальная Европейская комиссия
	. DIN	Deutsches Institut für Normung e.V. (сокр. DIN) — Немецкий институт по стандартизации

7. Использованная  литература       

Стали и сплавы. Марочник. Справ. изд./ В. Г. Сорокин и др. Науч. С77. В. Г. Сорокин, М. А. Гервасьев — М.: «Интермет Инжиниринг», 2001—608с, илл. ISBN 5-89594-056-0

¹ По данным BP Statistical Review of World Energy

² Аглютинтрованный классифицируется как бимуминозный с низким содержанием летучих веществ