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» (ныне ООО «Региональная тепловая компания», г. Красноярск) (начало работ в 2007 г.) [2]. В рамках модернизации необходимо было обеспечить:

• — расширение регулировочного диапазона водогрейного котла до 50−110%;
• — 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). Он 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 70−100%. При снижении нагрузки (меньше 70%) необходимо было включение мазутных форсунок вследствие неустойчивости горения топлива и увеличенной пульсации факела. Температура уходящих газов (за воздухоподогревателем) находилась в пределах 175−200С. Экономические показатели котла были ниже проектных и составляли:

• — КПД брутто 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 градусов (верхний ярус) и 30 градусов (нижний ярус). Экранная система котла осталась неизменной, т.к. нижнее дутье вводилось в устье топочной воронки, не затрагивая экраны (рис. 1).

Рис. 1. Схема водогрейного котла КВ-ТК-100−150-НТВ.

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 [2]:

• — диапазон эксплуатационных нагрузок расширен от 45 до 110 Гкал/ч (40−110%) 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%);
• — снижен уровень вредных выбросов оксидов азота в атмосферу.

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.