Введение к работе
Актуальность теш. В современных условиях и обозримой перспективе решение проблем охраны окружающей среды, а в более широком смысле, тщательный учет всех энологических факторов становятся определяющими но только при сооружении крупных топливно-энергетических комплексов, но также при реконструкции, расширении, техническом перевооружении действующих топливопотребляющих установок.
Важнейшими элементами научно-технического процесса, обеспечивающими возможность решения этих исключительно сложных задач в теплоэнергетике, являются, как показывает зарубежный и отечественный опыт, создание необходимого оборудования, аппаратуры, разработка новых технологических процессов, методов, позволяющих повысить эффективность использования топлива и уменьшить количество вредных выбросов в атмосферу.
Одним из наиболее сложных и актуальных направлений среди экологических проблем теплоэнергетики является сокращение выбросов оксидов азота котельными установками.
Для Республики Беларусь характерной тенденцией является высокая доля потребления жидкого топлива. Топочные мазуты характеризуются высокой вязкостью, плотностью, содержанием высокомолекулярных веществ и твердых продуктов уплотнения смолисто-асфальтового характера. Наличие связанного азота в мазуте приводит к тому, что в мазутных котлах образуются не только "термические" и "быстрые", но и топливные оксиды азота.
В условиях современного энергетического кризиса и роста цен на дефицитные виды топлива (нефть, газ) проблема защиты окружающей среды тесно связана с проблемами экономичного использования топлива.
Повышение эффективности сжигания мазута и газа и надежности работы промышленных газомазутных котлов, а также снижение вредных выбросов в окружающую среду является перспективной задачей пром-энергетики, поэтому изучение физико-химических процессов, позволяющих совершенствовать методу сжигания этих топлив, является актуальным и в обозримом будущем.
В связи с подписанием Конвенции ЕЭК ООН о снижении выброса
странами-участницами, в том числе и нашей страны, оксидов серы и азота в дмосферу на 30 % к 1993 году (по сравнению с 1980 г.) тематика и содержаний настоящей работы соответствуют решению актуальных задач, направленных на разработку и внедрение новьк методов и технических решений высокоэффективного использования топлива и уменьшению вредных выбросов-в окружающую среду.
Исследования по теме диссертационной работы выполнялись в рамках республиканской программы ?1.02р "Энергосбережение".
Целью работы является изучение физико-химических процессов горения при двухступенчатом сжигании мазута в промышленных гаэо-мазутных котлах, позволяющих повысить эффективность сжигания топлива, надежность работы котлов, снизить вредные выбросы в окружающую среду и способствовать более широкому внедрению этого способа сжигания топлива.
Для достижения указанной цели использованы теоретические и экспериментальные методы исследований.
Научная новизна и основные положения, полученные автором.
Разработана кинетическо-диффузионная модель горения жидкого топлива и на основе ее изучено влияние различных факторов на процесс горения и образования оксидов азота и серы при двухступенчатом сжигании.
Разработаны горелочные устройства для двухступенчатого сжигания мазута и газа и внедрены на промышленном котле.
Получена зависимость для определения выхода оксидов азота при двухступенчатом сжигании жидкого топлива, которая дает достаточно хорошее совпадение с экспериментальными данными.
Сделана оценка экономической эффективности от снижения выбросов оксидов азота при двухступенчатом сжигании жидкого топлива.
Выполнена технико-экономическая оптимизация доли первичного воздуха для снижения выхода оксидов азота при двухступенчатом сжигании жидкого топлива.
На защиту выносятся следукщие научные положения и результаты: математическая модель горения жидкого топлива в кинетичес-ко-диффузионной области и результаты аналитических исследований, полученные на основании предложенной математической модели;
зависимость для определения выхода оксидов азота при двух- . ступенчатом сжигании жидкого топлива;
конструкция новых горелочных устройств для двухступенчатого сжигания мазута и газа, внедренная на промышленном котле;
экспериментальные данные, полученные на котле, оборудованном новыми горелочными устройствами;
оценка экономической эффективности от снижения выбросов оксидов азота при двухступенчатом сжигании жидкого топлива;
технико-экономическая оптимизация доли первичного воздуха для снижения выхода оксидов азота при двухступенчатом сжигании жидкого топлива.
Практическая ценность работы определяется участием в решении актуальной народнохозяйственной задачи по повышению эффективности использования топлива и снижению вредных выбросов в окружающую среду.
Реализация работы и степень достоверности результатов. По результатам работы разработаны и внедрены газомазутные горелки двухступенчатого сжигания на котле ДКВР-І0-ІЗ котельной Предприятия электрических сетей г. Молодечно. Внедрение новых горелочных устройств позволило повысить КПД котла на 1,5 %, снизить выбросы оксидов азота в два раза, оксидов серы на 15 %. Годовой экономический эффект составил 25 т мазута.
Достоверность результатов исследований подтверждается хорошим их совпадением с расчетными по предлагаемой математической модели, а также удовлетворительным согласованием с результатами других авторов.
Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались на научно-технической конференции "Актуальные задачи энергопроизводства и энергопотребления в Белоруссии" (Минск, І968Г.) на межвузовском семинаре в СПИ по проблемам повышения эффективности проектируемых теплоэнергетических установок и энергосбережения (Саратов, июнь 1989 г.), на Всесоюзной конференции "Снижение и очистка газовых выбросов в атмосферу" (Киев, июнь 1989г.), на конференции в ШЛ "Повышение экономичности и надежности тепловых и атомных станций" (Иваново, июнь 1989 г.), на научно-технических конференциях преподавателей и работников промышленности в БГПА (Минск, 1988-1992 гг.)» на совместном заседании кафедр "Промышленная теплоэнергетика и теплотехника" и "Тепловые электрические станции" (Минск, 1992 г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 печатных ра-6ої.
Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, выводов, приложения и списка литературы из 148 наименований, работа изложена на 161 странице и включает 40 рисунков,. 4 таблицы.
