Примеры рекордных горелок на природном газе

Daichi Babok 80 – 85 для последней серии крупных котлов для энергоблоков 480 МВт. Конструкция французского инженера Пилора

(3 стадии при дефиците воздуха).

 

ГК- газовый коллектор

газы

Разорвала подача центрального и периферийного воздуха. Периферийный воздух идет системой струй.

Центральная часть – горения с сильным дефицитом воздуха. Стабилизация горения за счет центрального аппарата.

Дискретные периферийные струи воздуха размывают перефирейно-горящего факела α = 0.8-1. Может разложить подачу воздуха через каналы.

Факел длинный, высокотурбулентный, низкая температура горения, увеличение размеров восстановителя атмосферы разделения натри зоны. 50 – 60 мг/ СО.

Газовая горелка для турбин «3А» мощных ПГУ (серийное производство 1992-1993 г.)

В нормальной эксплуатации 50-100% от номинального дает 15-20 мг/ ,

5 - 6 мг/ СО. Гибридная горелка – кинетическое и диффузионное горение.

Эффект подобный ассиметричен на сочетании трех различных технологий:

1) Сжигание топлива в дожигании атмосферы;

2) По гипотезе, лектора, который подтверждается вскрытием 2х ТЭЦ РФ, где использование дожигания в проточной части турбины.

3) Эффект, над которым работает лектор ϑ горения 1400-1500 °С перед первой ступеней лопаток. Лопатки первой и второй ступени монокристаллические, пористые со сбросами воздуха между лопатками, где сверхвысокая турбулентность, что обеспечивает эффектное дожигание.

Лопатки делают одна единственная фирма в Англии, а в Германии их покрывают специальным составом. Это монокристалл из сплава и оксидов 7,5 – 8 % содержание в газовой турбине, = 1, 615 на выходе из турбины. Штатный режим запуска от 20-30 мин. Из холодного состояния. Аварийный запуск 10-12 минут.

Турбины типа ЗА окончательно уничтожили разговоры о пиковых ТЭС, окончательно поставили крест на мощных турбинах. Есть третий эксперимент конструкции, но не одно из них в серию не пошла.

Горелка вихревая, двухпоточная, внешне напоминает газовые горелки ЦКТИ конструкции А.А. Шатиля и горелки инженера Липинского.

Это горелка состоит из двух каналов.

 

 

Меняет режимы работы в зависимости от нагрузки.

ПВ – периферийный воздух

ЦВ – центральный воздух.

Доли подачи воздуха, газа и пара не известны. Первичное сжигание газа идет при сильном дефиците воздуха в центральной части, которые компенсируется частично ПВ. Есть подозрение, что даже при подаче ПВ α<1, на оси нестехиометрического сжигания.

Из-за крайне высокой интенсивности турбулентности в факеле сажи нет. Природный газ тщательно очищается перед турбиной, а при отдельных переходящих режимах в качестве жидкого топлива используется специальное жидкое, мягкое топливо (не мазут, не солярка).

Турбина имеет рекордные экономические параметры:

· Устойчивость сжигания, обеспечивает разряжение на оси, стабилизации горения при умеренной крутки.

· Пар – обеспечивает снижение температуры горения и регулирование мощности.

· Наружный конус и внутренний – улучшают крутку. Факел должен быть стабильным, нет поворотных лопаток.

В том числе видимо частично используется необъясняемый фирмами эффект подавления .

Когда в топливо подавляемое в центральной части подмешивается воздух. Этот эффект применяется и на котельных агрегатах и на турбинах. Это абсолютный шедевр. Эти лопатки выпускают в (Китае) Германии.

Регулирование схемы сжигания, поддержание характеристик факела при изменение мощности, абсолютный экономический эффект.

 

Очистка продуктов сгорания котлов от

Таких технологий разработано очень много. Есть жидкая технология, плазменные, совмещенные (жидкие с плазменными), технология ассиметрична на добавках к топливу, которые их связывают.

Есть технологии создания специальных фильтров, технология сухого восстановителя либо в топки либо в газоходе котла:

NO + -

Из всех технологий в мире применяются на 97-98 % только одна; которая называется селективное каталитическое восстановление (СКВ). Этих технологий много, но в основном используется технологии, основанные на технологиях фирмы Хитачи 70-80 г. Они первые поставили такую технологию.

Суть технологии Хитачи:

Технологии, идущие через ПВВ называются DENIT, у Бабхок Хитачи DENOX.

В нормальных условиях скорость прямой и обратной реакции восстановления в топочных газах равно примерно при температуре 900°С. Существуют два пути решения проблемы:

В топку в зону горения ввести вещества, способствующие образованию , аммиак, карбонит. Впрыск аммиака или аммиачной воды в верхнею часть топки. С помощью специального катализатора, смещается скорость равновесной температуры, т.е. при которой скорость образования и разложения одинаковы. Проблема в выборе коммерчески обоснованной температуре, следовательно минимальных затрат на установку и эксплуатирующих катализаторов, которые очень дороги. Катализаторы фирмы Hitachi оказались самыми дешевыми и самыми надежными. Они увеличивают скорость ТЭС на 15%.Катализатор – это пористая, химически нейтральная керамическая масса в тело, которые внедрены отдельные зерна катализатора из смеси диоксида титана и оксида ванадия.

Процесс в катализаторе происходит следующим образом:

Kat

Пористая масса создает капиллярный эффект, она должна втягивать .

рNO + q + x + y

Т.к. катализатор дорогой не ставят на уходящих газах, т.к. он становиться дороже, его ставят между ВЭ и ВП (270-320

Затем водяной пар и проходит обратно в газы. Катализаторы бывают либо пластичные либо из кирпичей. Отверстия 10-12 м, (6 мм, где зола)

Блоки

1 – 2 м

 

Делаются слои толщиной =1 мм сверху делают подачу аммиачной воды, далее зона для тангенциального перемешивания c газами следовательно, увеличение газохода для уменьшения скорости газов, далее 3-4 слоя катализатора технологии DENIT. Катализатор загрязняется, также разрабатывают стратегию замена слоев, что позволяет увеличить время работы катализатора до 10-12 лет и снизить скорость на 30-40% свежих пакетов.

 

Достоинства и недостатки:

«+» Высокая эффективность, КПД = 98 – 99%, зависит от расхода аммиака

«+» Самая дешевая технология из всех пригодных для использования

«+» Самая надежная из всех пригодных для использования

«+» Самая простая из всех пригодных для использования

«-» Очень дорогая

«-» Крайне сложная и капризная в эксплуатации это связано с:

1) В качестве анита смещения в сторону восстановления использований - дорогой и токсичный газ.

2) При достижении 25% в дымовых газов они взрываются.

3) Его трудно равномерно перемешивать с газами.

4) Нужен химический контроль , хранение, подача.

Перед катализатором желательно поставить установку для улучшения перемешивания в виде шток или другое, что увеличивает затраты на тягу.

«-» Микропористая фаза как быстро загрязняется шлаком, золой 1-2 месяца и конец. Требуется очистка продуктов сгорания при угольном топливе. В электрофильтрах газы очищаются, следовательно, догревать надо до 300°С, после катализатора снова охладить до 150- 120 °С и в дымовую трубу.

Титано – ванадиевые катализаторы не любят серу, они работают на снижение серы в топливе. Перед катализатором надо сделать сероочистку (идет при 60-70 При наличии серы в топливе катализатор нужно менять 1 раз в год.

Катализатор очень непрочные, не держат механические нагрузки. Оптимальная скорость работы катализатора скорость газов 1м/с, увеличить сечение газохода, чтобы снизить скорость (в газоходе = 10-13 м/с) приводит к увеличению металлоемкости. Катализаторы не любят концентрации скоростей, разности скоростей – эффективно снижаются. Чтобы выровнять скорость ставят дефлекторы (гнутые пластины). Большая масса металла и большие габариты.

 

Оптимальный избыток воздуха содержание = 5% - тогда эффективно работает катализатор, но увеличивается, 50-70 мм.вод.ст. сопротивление, приводит к увеличению затрат эл/эн на тягу.

Существует 2 пути решения:

1) Для установления установки работать надо на малозольном, малосернистом топливе. Это самое дорогое топливо и ТЭС должно выгодно его покупать, ТЭС в Европе работают на смеси топлив определенного качества. Твердых топлива разделены по качеству на 4 группы. Для каждой группы установлен минимальный КПД котла и максимальный допускаемый выброс , SO.

Не одна нормальная немецкая ТЭС не работает при >9%.