Реферат: Разработка и внедрение системы воспламенения пылеугольного факела с использованием электродуговых
Основные принципы плазменной технологии безмазутного воспламенения углей:
(которые базируются на электротермохимической подготовке топлив(ЭТХПТ) к сжиганию ). Она заключается в нагреве электродуговым плазматроном определённой части пылеугольного потока до температуры полного выделения летучих угля и частичной газификации коксового остатка с тем, чтобы обеспечить суммарный выход горючих газов на уровне содержания летучих в высокореакционных углях, способных воспламеняться и устойчиво гореть без подсветки мазутом. Тем самым из меньшей части аэросмеси (уголь-воздух), прошедшей электродуговую зону, получают (независимо от качества исходного угля) высокореакционное двухкомпонентное топливо (горючий газ +коксовый остаток), способное воспламеняться при смешении с основным потоком аэросмеси и стабилизировать процесс горения.
Для аэросмеси, необходимая для ЭТХПТ, составляет 10-20% и определяется из уравнения теплового баланса, таким образом, чтобы тепла, выделяющегося при сгорании получаемого двухкомпонентного топлива, в сумме с энергией электродуговой плазмы было достаточно для нагрева основного потока аэросмеси от начальной температуры воспламенения.
Задача исследований
1. Осуществить анализ потребления мазута на пылеугольных ТЭС Казахстана и на этой основе выбрать оптимальную технологию безмазутной растопки котлов и подсветки факела.
2. Выполнить расчётно- теоретическое обоснование эффективности использования выбранной плазменной технологии безмазутного воспламенения углей.
3. создать эффективную конструкцию плазменной системы безмазутной растопки, провести её промышленные испытания на котлах Усть-Каменогорской ТЭЦ и разработать техническую документацию для серийного производства СБР.
4. Выдать по результатам промышленных испытаний технико- экономические и технологические рекомендации по освоению СБР на пылеугольных ТЭС Казахстана, использующих мазут в качестве второго топлива.
(2)Методика расчётов с использованием универсального программного комплекса АСТРА-4 ( Автоматизированная Система Термодинамических Расчётов- версия 4.) В основе метода лежит принцип максимума энтропии для изолированных термодинамических систем, находящихся в состоянии равновесия, характеризующемся максимом энтропии относительно термодинамических степеней свободы, к которым относятся концентрации компонентов системы и какая- либо пара задаваемых переменных (например, давление и температура). Установление равновесия достигается за счёт внутренних, фазовых и химических превращений в изолированной системе, равновесные параметры которой могут быть определены путём решения задачи о нахождении максимума энтропии системы с учётом ограничений, накладываемых фундаментальными законами сохранения массы, энергии и заряда.
Цель расчётов в определении равновесного состава газообразных и конденсированных продуктов ЭТХПТ, удельных энергозатрат и электрической мощности плазматрона, вычисляемых по выражениям:
Qуд.= I равн.- I исх. ,кВт. ч/кг, (1)
где Iисх. и Iравн - полная энтальпия, отнесённая к 1 кг. Рабочего тела ( уголь + воздух), находящегося соответственно в исходном и равновесном ( после всех превращений) состояниях.
Знание Qуд позволяет рассчитать необходимую вкладываемую мощность плазматрона на соотношения:
Рэл.= Qуд .Gр.т ; кВт,(2)
где Gр.т - расход рабочего тела, кг/ч.
Рассмотрим результаты расчёта на примере широко распространённого экибастузского угля (ЭУ) с теплотой сгорания 4075 ккал/кг, выходом летучих на сухую массу 12% с составом, приведённым в табл.1
Состав сухого угля, массовое содержание компонента, %
таб.1
| C | O | H | N | S | SiO2 | Al2 O3 | CaO | MgO | Fe2 O3 | ∑ |
| 41,30 | 6,47 | 2,81 | 0,67 | 0,75 | 31,10 | 14,82 | 0,36 | 0,40 | 1,32 | 100,0 |
Как видно концентрация горючих компонентов (СО+Н2 +СН4 ) нарастает с увеличением температуры процесса, составляет 50-60% в интервале температур 900-1200К. При этом теплота сгорания горючего газа достаточно высока и равна 2000-2500 ккал/кг. Весьма важно с точки зрения экологии, что азот исходной воздушноугольной смеси представлен в основном молекулярным азотом N2 , концентрация которого остаётся практически постоянной в интервале 800-1600К. Выход оксидов азота NOx не превышает 1-5 мг/нм3 ,что на два порядка меньше, чем в дымовых газах ТЭЦ. Сера топлива выходит в газовую фазу в основном в виде сероводорода (HS2 ), а концентрация оксидов серы пренебрежимо мала (< 1мг/нм3 ).
Заметное снижение концентрации углерода в коксовом остатке в интервале температур 800-1200К обусловлено переходом углерода в газовую фазу по реакции С+0,5О2 =2С0. В дальнейшем концентрация углерода резко снижается (Т>1600К), в связи с восстановлением минеральной части углей и образованием ферросилиция (FeSi) и карбосилиция (SiC). Качественно подобная картина получается и для других углей, приведённых в таблице 2.
(таб.2)
Характеристики основных энергетических углей:
|
Тип угля |
Зольность, Ас , % |
Выход летучих, Vг , % |
Влажность, Wр , % |
Содержание серы, Sобщ., % |
Теплота сгорания, К-во Просмотров: 151
Бесплатно скачать Реферат: Разработка и внедрение системы воспламенения пылеугольного факела с использованием электродуговых
|