Топки для сжигания каменных и бурых углей по НТВ-технологии

Для сжигания низкосортных местных каменных и бурых углей в установках тепловой мощностью более 30 МВт целесообразно применение низкотемпературной вихревой технологии (НТВ-технологии), которая разработана в Санкт-Петербургском государственном политехническом университете (СПбГПУ) [1]. К настоящему времени НТВ-технология может быть реализована в трех модификациях:

¦без угрубления помола топлива;

¦с угрублением помола топлива;

¦при сжигании дробленого топлива.

В качестве примера можно привести внедрение НТВ-технологии при модернизации котла КВ-ТК-100−150 ст. № 9 котельной ООО «Крастяжмашэнерго» (г. Красноярск) (начало работ в 2007 г.) [2]. В рамках модернизации необходимо было обеспечить:

¦расширение регулировочного диапазона водогрейного котла до 50−110%;угольный котел сжигание биотопливо.

¦повышение его экономических и экологических показателей;

¦минимальный объем работ по реконструкции. Водогрейный котел номинальной теплопроизводительностью 100 Гкал/ч (116,3 МВт) сжигает ирша-бородинский бурый уголь марки «2БР» (Канско-Ачинский бассейн). Котел имеет П-образную компоновку, пылеугольную топку открытого типа, с твердым шлакоудалением. Горелки расположены тангенциально на фронтовой и задней стенах топки, в два яруса. До модернизации котел эксплуатировался в узком диапазоне нагрузок 80−100%. При снижении нагрузки (меньше 80%) необходимо было включение мазутных форсунок вследствие неустойчивости горения топлива и увеличенной пульсации факела. Температура уходящих газов (за воздухоподогревателем) находилась в пределах 175−200 ^ОС. Экономические показатели котла были ниже проектных и составляли:

¦КПД брутто з_бр=86−88%;

¦потери тепла с уходящими газами q₂=8,2−9,8%;

¦потери с механическим недожогом q₄=1,5−4%. Для применения НТВ-технологии на котле КВ-ТК-100−150 было введено нижнее дутье в устье холодной воронки (до 30% от организованного воздуха) и наклонены вниз горелки под углом 15^О (верхний ярус) и 30^О (нижний ярус). Экранная система котла осталась неизменной, т.к. нижнее дутье вводилось в устье топочной воронки, не затрагивая экраны (рис. 1).

После перевода котла на НТВ-технологию удалось сохранить существующие тягодутьевые машины.

Пусконаладочные работы и балансовые опыты, проведенные на котле в 2008 г. специалистами СибВТИ, показали:

¦диапазон эксплуатационных нагрузок расширен от 50 до 110 Гкал/ч (50−110%) без подсветки мазутом;

¦котел устойчиво несет минимальную нагрузку;

¦обеспечено устойчивое и надежное сжигание ирша-бородинского бурого угля реальных характеристик во всем диапазоне исследованных нагрузок;

¦повышен КПД брутто на 3−3,5% (КПД после реконструкции — 90,8−91,5%);

¦понижены потери тепла с уходящими газами (q₂=6−6,9%) и от механического недожога с уносом и провалом топлива (q₄=1%) [2].

За время эксплуатации от момента пуска и до настоящего времени подтверждены надежность и экономичность модернизированного водогрейного котла КВ-ТК-100−150-НТВ, и, по мнению специалистов эксплуатирующей организации, он полностью удовлетворяет всем поставленным требованиям.

В целях использования широкого ассортимента местных видов топлива (низкосортных каменных и бурых углей) возможно проведение аналогичной модернизации паровых и водогрейных котлов мощностью более 30 МВт с повышением их КПД и отказом от мазута для подсветки факела.