Введение к работе
Актуальность проблемы. Энергетические и промышленные котлы являются одним из наибблэе крушшх потребителей топлива. Кроме того, с дышвнмн газами этих котлов в атмосферу выбрасываются токсичные вещества ( l\jOx , SO9, » СО и др.)-В соответствии с этим важнейшее значение имеет проблеял повышения эффективности использования топлива. Ш менее вамиоК задачей является снижение токсичности дымовых газов.
Как показывает отечественный и зарубежный опыт - основными путям* уменьшения концентрации, например, окислов азота в дымовых газах являются режимно-техкологические и конструктивные.мероприятия по снижении интенсивности образования этих окислов в зоне горения топлива. К числу указанных мероприятий,в первую очередь, следует отнести - сжигание топлива с малыми избытками' воздуха (без ущерба для полноты сгорания). Причем, существенное влияние данное мероприятие ока-зьгаает на эффективность процесса горения, т.е. одновременно с экологическим оффектом удается повысить КОД котла, а также снизить'скорость низкотемпературной коррозии (при сжигании мазута) хвостовых поверхностей нагрева.
Для повышения эффективности сяигатая топлива применяется коррекция по различным критериям оптимальности процесса горения топлива, например: - по концентрпцик кислорода, хим-недожога в уходящих газах. Широкое распространение получила коррекция схемы топливо-воздух по содержанию кислорода а технологических газах, которая однозначно определяет избыток воздуха независимо от характеристик топлива. Но наличие умеренных присосов воздуха в количестве 5 % удваивает показания содержания кислорода, соответственно возрастает пережог топлива. Поэтому применимость оценки качества процесса горения по кислороду ограничена.
На всех газомазутных котлах химический недожог появляется только при избытке воздуха ниже некоторого, свойственного данному котлу Ы- кр * Кроме того-, координаты макси-кума КОД оірпт практически совпадают о с< «р. Поэтому процесс регулирования подачи воздуха нужно вести с мвкси-
мально возможным приближением к охр справа, т.е. на грани появления химнедожога.в уходящих газах. Для газомазутных котлов приведенное положение сохраняется при изменении приоосов в топку, появлении перекосов и других отклонениях режима. Регулирование "на граки q3 "для этих котлов позволяет поддерживать максимальный КПД котлоагрегате.
Если учесть, что вопросы повышения экономичности и защиты окружающей среды стоят на первом месте, очевидна необходимость исследований, направленных на оптимизацию подачи воздуха в топку газомазутного котла с коррекцией по химнедожогу, обеспечивающую экономичность с одновременным снижением токсичности уходящих газов.
Цель раОоты. Целью работы является исследование вопроса оптимизации лодачи воздуха в топку газомазутного котла, предусматривающее измерение химнедожога в топочных газах на выходе топки котлоагрегате при отсутствии химнедожога в уходящих газах.
Научная новизна. Выполненные в работе исследования отличаются новизной результатов, которая заключается в:
проведении качественного анализа различных методов оптимизации подачи воздуха в топку котла j
предложении и обосновании решения по оптимизации подачи воздуха в тонку котла с коррекцией по химнедожогу;
разработке метода математического моделирования динамики параметров газовоздушного тракта газомазутного котла;
разработке математической модели участков и параметров газовоэдушного тракта пазомазутного котла; .
разработке методов оптимизации динамических параметров при регулировании расхода воздуха с коррекцией по химнедожогу;
разработке и внедрении на базе предложенных решений системы регулирования расхода общего воздуха с коррекцией по химнедожогу для котла ГМ-50-І4.
Практическая ценность работы заключается в том, что проделанные исследования вопроса оптимизации подачи воздуха в топку газомазутного котла на математической модели динамических процессов в газовоздуином тракте газомазутного котла, на цифро-аналоговом стенде, а также непосредственно на газома-
?
эутном котле позволяют более полно'сравнить различные методы оптимизации подачи воздуха в гопку гаэомаэутного котла с различными критериями оптимальности процесса горения в топке и выбрать тот метод оптимизации и іфитерий оптимальности процесса подачи.воздуха в топку, которой наиболее полно соответствует требованиям экономичности и при этом обеспечивает наименьшую токсичность дымових газов, снижение низкотемпературной коррозии.
Синтезированный в ходе исследований метод моделирования динамики параметров гаэовоэдуидай среды позволяет исследовать изменение параметров газовоздушной среды во всех режимах, в полном диапазоне изменений нагрузок для всех используемых, в том числе предложенной системы подачи воздуха в топку котла.
Исследования по оптимизации параметров систем подачи общего воздуха позволяют: определить параметри настройки систем подачи общего воздуха.
Результаты исследований были опробованы при внедрении на газомазутных котлах TM-5Q-I4 и КВ-ГМ-100 системы подачи общего воздуха в топку котлз с коррекцией по химнедожогу (Жодинская и Барановичская ТЭЦ).
Результаты исследований использованы при разработке проектов модернизации гэзоказутных котлов.
Исследования предложенных методов позволило рекомендовать:
а) для газомаэутннх котлов целесообразно применение сис
темы подачи общего воздуха с коррекцией по хикдадожогу, как
обладающей определенными преимуществами перед используемыми
в настоящее время (экономичность, снижегае токсичтста дымовых газов, снижение низкотемпэратуркой коррозии (при сжигании мазута), надежность);
б) измерение концентрации химнедожога должно осуществлять
ся максимально приближенно к топке, насколько позволяют сред
ства измерения химнедожога (СО + %) Если конструкция котло
агрегате не позволяет измерение концентрации химнедожога в
непосредственной близости к топке, возможна установка измери
теля конструкции химнедожога (СС + Hg) в уходящих газах в
режиме индикатора. Первый способ установки предпочтительнее.
Внедрены рекомендации по оптимизации подачи воздуха в топку с коррекцией го химнедохогу на газомазутном котле ГМ-50-І4, позволившие снизить расход газа с 80 до 79,5 м3 в расчете на I 9 пара потребителю.
Апробация работы. Основные положенні? диссертационной работы докладывались на научно-технических конференциях преподавателей и работников промышленности в БЦИ (Минск, 1987 -.1991), БГПА (Минск, 1994) на.ІУ Всесоюзной научно-технической конференции "Перспективы и опыт внедрения статических.методов в АСУ TIP., Тула, 22 - 24 мая 1990 г. На ІУ Всесоюзной научно-технической конференции "Современное состояние, проблемы и перспективы энергетики и технологии в энергостроёнии". г. Иваново, 1989 г., научно-техническом семинаре кафедр "Тепловые, электрические станции' (г. Минск, сентябрь Х994 г.).
Автор защищает: ' . решение по оптигшзации подачи воздуха в топку газомазут-ного котла,предуематривапщае измерение химнедожога в топочных газах на выходе топки котлоагрегате при отсутствии химнедожога в уходящих газах, обеопечиваицве максимальное приближение коэффициента избытка воздуха к стехиометрическому, вследствии этого, экономичность при одновременном снижении токсичности ДЫ- ' мовых газов (а.с. СССР» 1802276).
метод моделирования'динамики параметров газовоздушной среды гаэомазутиого котла, позволяющий исслєдоевть изменение параметров газовоздушной среды во всех режимах, в полном диапазоне изменений нагрузок для всех используемых, в том числе,предложенной системы подачи воздуха в топку котла с коррекцией по химнедожогу; '''.
результаты исследований процессов в газовоздушном тракте газомазутных котлов;
точку зрения, что эффективность оптимизации и подачи воздуха с коррекцией по химнедожогу выше,чем у других методов оптимизации подачи общего воздуха в топку.
Публикации. По результатам исследований опубликовано 6 печатных работ, в том числе, получено I авторское свицетельство.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит на вве-
