автореферат диссертации по энергетике, 05.14.04, диссертация на тему:Изучение и внедрение интенсивного режима золоулавливания в скрубберах Вентури энергетических котлов

КИНИСТЕРСТВО ЭНЕРГЕТИКИ И ЭЛЕЕТРНФЙХЛЯИН СССР Казахский научно-исследовательский институт энергетики (КазНИНЭ)

На оравах рукописи ШУЛЬГИН Евгений Сергеевич

УДК 621. }вг. 94

ИЗУЧЕНИЕ Н ВНЕДРЕНИЕ ЮТЫ ИЛЬНОГО РЕХННА ЗОЛОУЛАВЛИВАНИЯ В СИРУБЕЕРАХ ВЕНТУРН ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ КОТЛОВ

05. И. 04 - Прокшленва* теплоэнергетика

Автореферат

лисгергашт яа соискание ученой степекж кандидата технических наук

Алма-Ата 1991

Работа выполнена в Казахском научно-исследовательской институте энергетики и ва предириятта Урадтехзнерго.

Научные руководители:

кандидат ♦изико-иатекатлческих паук

Н.Б.ПАЛАТШК доктор технических наук А Н.ККШ

Официальные оппоненты:

доктор технических нале Б. К. АЛ2ЯРОВ кандидат Физико-математических наук Э. А. ЗАКАРИН

Ведгиая организация

ВТН ян. 9. О. Дзегаинского

Закита дисеортатш состоится ю —__"

часов на заседании специализированного Совета X 1С'}. 03. сг в Казахском научно-исследовательскои институте энергетики по адресу: 460012. г. Алма-Ата. уд. Космонавтов, 85.

С диссертацией иошо ознакомиться а библиотеке КазШЮ.

Автореферат разослав "___•_________________1991г.

Учены* секретарь специализированного Совета.

кандидат технических наук Л А. НУСУПНЕ20ВА

Тли, 1П\>. ■>,():,— ио (юым |

ОБЛАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

'Актуальность тени, воздействие вредных № в частности, золодых выбросов энергетичсскяв производств на состояние приземного слоя атмосферного воздуха играет значительную, а в последние годы, часто доминируюшую роль при решении вопрсов размепепия к развития энергетики.

Характерной особенностьо отечественных тепловых электростанций СТЭС) на твердой топливе является широкое применение мокрых золоулавливаниях установок (ПЗУ) с трубами Веитури (ТВ). Как правило, они используются за котлами средней и налой мощности аа ТЭЦ, располохештх обычно вблизи, либо непосредственно в пределах хилой застройки городов, поселков и других населенных пунктов.

НЗУ эксплуатируются на 140 отечественных энергопредприятиях. Ими оборудовано около половины парка пылеуголыше котдов. В НЗУ очищается порядка 40% уъодяшиг дымовых газов, образующихся при сжигашга твердого топлива в отечественной теплоэнергетике.

Эффективность эксплуатирующегося на энергопредприятиях поколения И2У ке превышает обычно 95-97,5*, в то время, как по условиям ограничения запыленности выбрасываем« в атмосферу дымовых газов современные требования по эффективности, находятся обычно па уровне не ниже 99*. Таким образом, дальнейшее внедрение МЗУ этого поколения за вновь вводимыми энергетическими мощностями исключается. Проблематичной такае является возможность дальнейшей эксплуатации этого оборудования за действующими котлами. Вместе с тем. следует учитывать, что заменят* эксплуатирующиеся НЭУ на более эффективные аппараты других тилов в реальных условиях компопооки действуюиих ТЗС весьма затруднительно.

Одним из эффективных способов резкого иотдгегшя степени золоулавливания НЭУ с ТВ является применение интенсивного рехина орошения (КРО) в ТВ ври одновременном оборудовании НЗУ системой подоп>ева очэдюпнмх газов.

целью настоящей рабоам является изучение коагуляпионвкх. аэро/идаамяческих, теалообнсяных процесса« в та, работами» в рехине ИРО. закономерностей возникповения отказов о КГ/ « разработка мероприятий по обеспечению эффективной и садежлой

работа НЗУ с ЯРО за пылеугольнымн котлами ТЭС.

Научная новизна работа:

-исследовала и уточнена математическая модель расчета яропесса коагудявии эоловых частиц в ТВ. используеной в ИГО,

-ва основе, OKCiiepBHCHTanbaoro исследования теплообмена и потерь напора в, H3V с НРО получены в новом широком диапазоне зависимости коэффициентов сопротивления и теплообнена в ТВ от их рехижшх и конструктивных характеристик.

-обосновало применение системы подогрева очищенных газов после НЗУ. зксплуатируишхся с иго. с испопьэовалиен горячего воздуха, отбираемого из воздухоподогревателя котла, изучены технические особенности и технике-экономические аспекты такой технологии,

-впервые проведено изучение статистических закономерностей возникновения отказов в НЗУ. показано, что вероятность безотказной работа элементов НЗУ описывается распределение» Вейбулда. получены экспериментальные значения параметров ¿того распределения для элементов ЮУ.

Практическая ценность, разработана и пргетп арс,ч>гц,«?няое опробование ПЗУ с НРО и системой подо1-рева очгоеввдх газов, осеспечэтаюоая очистку дымовых газов от летучей золы с эффективность» 99-99,3*. Установка внедрена в покюшеннух» эксплуатацию за 8-ю пшеуголышки котлами пзропроизводн-тель/юстьв 75-420 т/ч ва 6-ти ТЭС Шижпе-Туринской ГРЭС, Паадодарсхой ТЭЦ-1, Еарагапдинской ТЭИ-3. Верхие-Тагнльской прос, Улан-Удэйской ТЭЦ-1, Тольятгииской ТЭШ. что обеспечило снижение валовых иыьросои золы в атмосферу за котлами этих ТЭС на 35,1 тыс. т/год. Экономический эффект от внедрения ПЗУ с ЯРО только па 2-х ТЭС (па Павлодарской ТЭЦ-1 и на Нюше-Ттшской ГРЭС) составил »90 тыс. руб. /год. Установка прошла ведомствешше , испытать за котлом БХ3120 ст. Но. 3 Павлодарской тэц-i. В соответствии с решением 1ГГС Нннэнерго СССР (протокол от Zi.on.ß9r. Ко. 51» и рекомендациями Минэнерго СССР (umci.ho от 21. 12. 90г. Но. д-7835) аппараты с ИРО предполагается установить за 673 котлами 80-ти знеproпредприятий Минэнерго СССР.

Разработана новая конструкция противокоррозионной зашиты узлов К?У. ^бсспечивашая наделило их работу в условиях ИРО, Завита использована в ЮУ с ИРО. установленных на

. - а -

Карагандинской ТЭП-5. Павлодарской ТЭИ-1» Тодьятгинской ТЭЦ, Улан-Удэпской ТЭЦ-1.

Автор зашидает результаты исследований особенностей коагуляции эоловых частиц, теплообмена и потерь напора в ТВ. эксплуатирукхзихся в ИРО: способ подогрева очнпенных газов после НЗУ с ИРО с использованием горячего воздуха, отбираеного из воздухоподогревателя котла; результаты исследований закономерностей возникновения отказов эдеиентов ГГЗУ.

Адробапия работы. Основные положения диссертационной работы додожены и обсуждены на Всесоюзном научно-техническом секянаре 'Природоохранные перо приятия при эксплуатации энергетических предприятий". Москва. 1985г.Всесоознон научно-техническом совещании "Пути репеикя проблемы сокращения вредных выбросов в атмосферу на ГЭС", Красноярск. 1987г.; Всесоюзной научно-техническом совещании "Повышение качества сжигания топлива и охрана окрухакюей среды от загрязнений вредными выбросами "ГЭС и крупных предприятий". Казань, 1985г.; Всесоюзном научно-техническом совещании "Зашита озера Байкал от загрязнений", Иркутск. 1988г.; 3-м Всесоюзном научно-техническом семинаре "Применение аппаратов "мокрого* типа для очистки отходящих газов от твердых и газообразных вредных примесей*. Носква. 1989г.; Всесоюзном научно-техническом совешании "Зашита воздушного бассейна от загрязнения вредными выбросами энергетических предприятий". Носква. 1990г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано И работ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения. списка использованной литературы кз 74 наименований и 5 приложений. Диссертация содержит 131 страницу машинописного текста, в том числе 22 рисунка и 15 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во ввелепии обосновывается актуальность поставленной задачи, ее новизна, научное и практическое значение.

В первой главе проьедеп анализ основных Физических процессов в ТВ. Рассмотрена математическая модель процесса коагуляции золових частиц с клпляни воды в ТВ. разработанная в работах А И. Кроппа и А. И. Акбрута. использтюшая илтег;>злыше характеристики коагуллцио'шюго процесса и широко применяемая

при инженерных расчетах НЗУ. Показано, что при реализации ИРО с ТВ большое значение приобретает учет коэффициентов инерционного осаждения золовых частиц на кашгях воды, особенно для частно размером менее 10 нки. показано, что выполненные ранее в НТК и ОРГРЭС экспериментальные исследовании теплообмена и потерь напора в ТВ не охватывали диапазон ИРО. Отнечеыо. что при реализации ИРО в ТЗ резко сокращается количество исларяяшейся в ТВ влаги, которое при значительных расходах орсиашей воды может стать нулевым и даже отрицательным.

Во второй главе приведены результата исследования коагуляцношшз процессов, потерь напора и теплообмена в ТВ с ИРО.

Выполнен анализ математической модели вропесса коагуляции эоловых частиц разнерон менее 10 мкм в условиях ИРО. Показано, что результативность кинематического механизма коагуляции дай частиц этого диапазона размеров может быть описана с помоыь» скоростного параметра Ры:

IV « Е ,

ид*

где и,. ич-скорости соответственно частиц и капель в сечении ТВ, м/с; ¿'-коэффициент инерционного осахдения частиц на каплях.

Значения р« существенно изменится по ддиье ТВ. на рис. 1 приведена зависимость изменения величины Ры во длине ТВ» полученная путем решении системы диффегенниальодх уравнений движения золошм частиц и капель в газовом потоке переменной скорости, уравнения иерззрывиосги. уравнений. описывавших геометрию ТВ. Величина К определилась по экспериментальной заипскности Ленгнюра. Численное решение системы уравнений выполнено на ЭВН ио методу Рунге-Кутга в модификации Персона с автоматическим выборок шага. На рис. г приведено интегральное значекне усредненное во «шше ТЬ по методу Сикпсоиа.

Интегральные значении IV с учетом принятой модели коагулхинн использованы при аппроксимации результатов зке нериме итад то го определения эффективности коагуляции додотис частиц с каасиии йоды в те с ИГО. На рис. 3 приведена .мсикриментдаышя зависимость эффекттшности коагуляции от зна-чсиив параметра « З.^-гь >( шс. /дельный расход орошю-»ей »еды на ТВ при рабочих уело нинх. л/мЗ; <1К-медианное значение размера капелью» ТВ.и; Ц; длина ТВ.м. Исследования проведены 1Ы 3-х «ЗУ, работамшх в аРО. Установленных на Нижне-Туринской

ГРЭС. Павлодарской ТЭЦ-1. Карагандинской ТЭЦ-3(диаметры скрубберов 3.1-4. Ом. диаметры горловин ТВ о, 65-1.07м. углы раскрытия диффузоров ТВ 9-12°). Получены следующие зависимости эффективности коагуляпни золовых частиц в ТВ с иро: для частиц размерен менее 10 мкм

Ч ■■ 1 - ехр{о.21-1.5-М^-1\,} >

ьч 1 в«

для частил размером более 10 мкм

1 О»

где б^расход золы на входе и неуловленной на выходе ТВ. кг/ч.

Выполнено исследование аэродинамического сопротивления ТВ с ИРО. которое по аналогии с методикой ВТЯ и ОРГРЭС, определялось, как суперпозиция аэродинамического сопротивления сухой ТВ ьсн условного (дополнительного) аэродииакического сопротивления, вызванного ее орошением Такой подход удобен тем, что влияние нзнеиешш удельного расхода воды на. орошение ТВ на величину ее аэродинамического сопротивленияп учитывается только вторым слагаемым , г

па.

С,ч-условный козФФшшеит сопротивления ТВ; У,- скорость газа в горловине ТВ, плотность дымовых сазов на входе в ТВ. кг/м*

Исследование зависимости С», от алотиости орошения ТВ в условиях ЯРО выполнено на ПЗУ с ИРО, установленных на Павлодарской ТЭЦ-1. Нихне-Турвяской ГРЭС. Тодьятшской ТЭЦ, Улан-Удэяской ТЭЦ-1 (диаметр скрубберов 2.5-4. Он. диаметр горловин ТВ о,ь5-1.07м, угли раскрытия диффузоров 9-12.6*). На рис. 4 пгиведена экспериментальная зависимость от

комплексного параметра (ч. V,- ) в диапазоне его изменения 15. в-24. нд. м)/(м?с). характерного для И14). которая вполне удовлетворительно аппроксимируется зависимостью С,^ 1. 19. 10 (ЧУ,) Выполнено исследование теплообмена в ТВ. работавшей в режиме КТО. Особенностью этого ироцесса в ТВ являете* то. что он происходит » условиях наличия значительного количества паров иолы в очилаены* дымовых газах, что обуславливает достаточно »ысокую температуру, при которой происходит ее коши-асаиия (температуру точки росы, которая, обычно, не икле 42-45*0. и относительно низкой тснаеентпи поды. подаваемой на орошение ТВ (находится, как иранило, ц предела* 2-20 С). I ¡следствии происходящего и ТВ непосредственно!-© контакта дымовых газов с кавдяни сропамаей «¡оды. на последних иэ

дытевнх газго ааваазетг конденсат, теиясгаттг?- которого пример;« температуре точки рос в йююккх газе-з. Газвость

температура газа в сечешш ТВ я температуры конденсата на поверхности капель определяет интенсивность теплообмена а сечении ТВ в. в конечном итоге, величину охлаждения дымовых газов в вгй. Таким образом, температура тэч5вз росы дмясааи газов является Фактически термодинамическим пределом. до которого моает снижаться тенаература газа в аппарате. Тепвэ» передаваем©!,' от газа к зсазяе. .'расходуется из ее 5)

затем, ысиадош» «мастотаое шх шшаое). иреигзокыт и&ч теииератури. бимхоа к згаиературе точкя роса гаиовак глэо'л

Темлература, с которой дыловые газы покидают ПЗУ, мохет быть определена из зависимости

, ^ ' «Г _

где *ГЛГ- тенпература газа на игоде и ваходе НЗУ. С; Мг -средняя скорость газа но дикне 7Я., коэффициент теп;.-л*:'

дачн от газа к кашыя, кДх/м'. ч, пч с, - теплоемкости кДх/кг. гг.

'¿ш восту&енаа указакдоа агам^ло';" учтено, т^о реализация ВРО в ПЗУ температура газа -¡а':: - Т£! аиота к температуре точки рссы (превышает ее не оолее. чен на 4-е "С). вследствии чего конвективный теплообмен в скруббере становится незначительным (охлаждение газон не превышает 1-1, 5"С» и весь теплообмен в ПЗУ с ИРО колет быть отнесен к теплообмену в ТВ и учтен интегрально коэффициентом теплоотдачи.

Выполнено экспериментальное исследование зависизгостн коэффициента теплоотдачи в НЗУ от скоростного режима ТВ в диапазоне изменения удельных расходов орозшхаей воды иа ТЗ о. гь-0,4ЧЛ/Н1. Исследования проведены на тех же ИЗУ с ПРО. На рис.5 показана экспериментальная зависимость коэффициента теплоотдачи от скорости дымовых газов в горловине ТВ в диапазоне 54-ЬЬ. 5м/с. Приведение результаты вполне удовлетворительно аинроксимируштся зависимость» • ю"4 «V*.кДа/м*. ч. гр.

С увеличением удельного расхода орошамяей волы на ТЗ происходят увеличение количества кондеисируюшеясн из дымовых газов влаги, а такае расходуемого на нагрей омоаажей веди теила дымовых газов. Соответственно, уменьшается доля тепла, млуаего на ее^исаатше н ТВ. Если в обычных рехдаах ороаения ТВ бадане коал8Иса1шя и мсиарения воды и них, как вдавило.

смешен в сторону испарения (в обычных H3V испаряется до 10-12* орошашей води), то при ИГО балансовое количество испарявшейся влаги снижается и ори

ч , Р' tV - 1*г »

4 С.»" 6» ,я/н Л Л

где cs - теплоемкость ороиасоей поды. кДх/кг. гр; Уп, Q»-температура пульпы и орошакшей воды. *С, становится нулевым. При дальнейшем увеличении ч баланс становится отрицательным. Указанное обстоятельство должно учитываться при выполнении расчетов водпого баланса системы оборотного водоснабжения H3V с ИРО.

В третьей главе приведены результаты изучения статистических закономерностей возникновения отказов элементов H3V и установки в целом и рассмотрены пути повышения надежности ПЗУ при реализации в них ИГО.

Исследования выполнялась на 96 однотипных золоулавливахжмх аппаратах (типа НВ-ЗЮО). эксплуатирующихся за НЧ пылеугольныни котдзни Нихне-Туркаской. Всрхне-Тагильской к Серовской ГРЭС

Продолжительность контроля потока отказов составляла 26 тыс. ч. Основной поток отказов был обусловлен эрозионным износом внутренней поверхности элементов КЗУ. Относительно немногочисленные отказы других видов (завос Форсунок механичееккни взвесями, зодовой занос внутренней поверхности M3V. брызгоунос и ар. ) были практически все квалифицированы, как производственные или эксплуатационные в исключены нз рассмотрения.

Извество, что для отказов, обусловлегашх эрозиоппыч износом поверхностей. характерно возрастание функции интенсивности потока отказов (т.н. ВФИ-системы). Вероятность возпякновспия отказов для таких систем в зависимости от времени их наработки t может быть эффективно описала распределением Benбуллз ь

ГШ схр^ (t/a) . где а. Ь -параметры расирелрдекия вейбуяла. Указанно? распределение сило применено для аапроксинзшя результатов статистической обработал потока отказов элементов КЗУ. Параметры распределения определялись в зависимости от продолжительности контроля потока откдэсз зяекентов, продолжительности наработку элементов до отказа, числа контролируемых элементов. числа эаФиксирояагашг отказов

- so -

конкретного элемента. Все расчеты параметров распределения производились для аффективных значений времени наработки до отказа, учитывзшего изменение газовой вагрузки H3V в процессе ее работы, на рис. б приведены распределения Вейбулла для зленептов ПЗУ. построенные во вычисленным параметрам. На этой хе рисунке приведена статистическая Функция распределения вероятности безотказной работа, построенная по зависимости

P(t>=H(t)/n ,

где H(t)-число элементов, отказавших за время t; а -чиста контролирует» элементов. Вполне удовлетворительная аппроксимация статистической зависимости вероятности безотказной работы кривой распределения Вейбулла позволяет использовать сосдедгаою для описания потока отказов для элементов H3V и. соответственно, определить значения показателей безотказности работа элементов ПЗУ и установки в целой. В Tatome 1 приведены параметры распределения ВеПуллэ, в таблице г • значения средней наработки до отказа змяентоэ КЭУ. аппарата и установки в целом. Е!® вривеягтггз ааиши

Таблица 1 Параметры распределения Вейбулла для элементов КЭУ

Наименование а Ь

элемента

копфузор и

горлотша ТВ 16929 1.55

ляФФ^зор ТВ 1П720 1.79

колено 432 34 1. 11

сх. патрубок 23839 1.36

скруббер 31466 3. 08

Таблица 2 Средние наработки до отказа элеиентов ИЗ1/ t, ч

Наименование t.4

элемента

ТВ 7946

колено 14477

dx. патрубок 21514

скруббер 28100

аппарат 6704

ЮУС4 аппарата) 16Т6

видно, что надехпость современного поколения ЯЭУ суиественпо Ш1Х>> нормативной (установленная наработка до отказа составляет 8.16 тис. ч). Наименее надежным элементом НЗУ является ТВ. средняя наработка до отказа которой в г. 7-5.б раза меньше, чем г остальных элементов НЗУ. Ннепцо низкий уровень надежности

ТВ, главный образон, обуславливает низкую надежность НЗУ в делом. Переход к ПРО предполагает увеличение динанического воздействия капель образующейся в ТВ пульпы на его ♦утеровочяую поверхность, что приводит к росту темпов ее разрушения. В частности, возрастает плотность потока отказов для колена, входного патрубка и скруббера. Повышение налехлости ПЗУ с ЯРО достигалось путем повышения прочности 'Уутеровочного покрытия аппаратов, сяихеяия скорости газа па выгоде из ТВ и входе в скруббер. Повышение протлости «¡»ттеровочпого покрытия обеспечивалось выполнением его двухслойным с перевязкой вертикальных швов. Скорость газового потока па выходе из ТВ и на входе в скруббер принималась па 15Х более низкой, чем в типовых НЗУ. Указанные мероприятия реализованы на НЗУ с ИРО Павлодарской ТЭИ-1. Карагандинской ТЭЦ-3. Тояьятгинской ТОП. что позволило резко повисеть их надежность (при зафиксированных наработках на угле до 17-г5тас.ч не выявлено ни одного случая отказа зашита!.

В четвертой главе приведены результаты разработай и внедрения системы подогрева очишенпых газов горячим воздухом, отбираемым из воздухоподогревателя котла, после НЗУ с ИРО. Яр:1ненепие системы подогрева связано с существенный охлаждением дымовых газов п указанных установках (температура газов на выходе из НЗУ обычно лишь З-б С превышает температуру точки росы дыновых газов и сушественпо ниже минимально -допустимой по условиям безопасной эксплуатации газоходов и оборудования после НЗУ). Система подогрева обеспечивает пошаспие тенператуты очишешшх газов до нормативного уровня.

Система подогрева, приненяая 8 ПЗУ с ЯРО. использует в качестве греюшего агента горячий воздух, отбираемый с котла после 2-й (по воздуху) ступени воздухоподогревателя. Отбор горячего воздуха осуществляется либо непосредственно из сборного короба воздухоподогревателя, либо из'

рас преде литеяыпга хоробов горячего воздуха котла. Подвод горячего воздуха осуществляется непосредственно в сборный короб скрубберов. рзсположенный после ПЗУ. Теплообмен осуществляется смесительнын способом. Трзиспорт горячего воздуха производится через теплоизолированные воздуховоды и обеспечивается за счет разности давления воздуха после воздухоподогревателя котла и газа в сборном коробе скрубберов

(порядка 4-6 кПа).

Эксплуатация системы подогрева связана с необходимости подачи в воздухоподогреватель котла дополнительного воздуха в количестве 10-12*. что приводит к увеличению в йен теплоотдачи от газа к воздуху и понижению температуры уходящих газов за котлом. Последнее , обстоятельство вызывает частичную компенсацию потерь тепла из котла с горячим воздухом (по результатам измерений ва НЗУ с ИГО верхяе-Тагильской грэс - до 45У. от указанных потерь). Кроне того. подмешивание экологически чистого и относительно сухого воздуха в дымовые газы снижает относительное влагосолержаяие дымовых газов и, соответственно, их температуру точки росы (примерно, на 11.5 *С). что на 5-7% позволяет снизить требуемый расход гревшего агента. К достоинствам указанной системы подогрева следует отнестм также простоту изготовления и эксплуатации, компактность, отсутствие малонадежных врашаюшихся узлов и теплообменник поверхностей, подверженных коррозии.

Определенной проблемой обеспечения нормальной эксплуатации системы подогрева НЗУ с ИРО является обеспечение эффективного смешения горячего воздуха с очишешшми газами в объеме сборного короба. Накопленный опыт показывает, что наименьшая температурная разверка наблюдается при максимально дробной вводе горячего воздуха в скруббер (через воздуховоды, выполненные 'гребенкой").

В пятой главе приведены результаты внедрения КЗУ с ИРО за 8-ныо котлами царо производительностью Т5-420т/ч на б-ти ТЭС, внедренные в период с 1904 по 1990г. г. Топливо экибастузскнй и кузвеякий каменные, азейский бурый угли. Эффективность золоулавливания 98.9-99.3* при удельном расходе воды на ТВ О. 24-0,4бл/нЗ при рабочих условиях газа и скорости газа в ТВ 52.9-69,1м/с. Основные результаты внедрения «ЗУ с ИРО приведены в таблице 3.

В приложениях приведены акты внедрения НЗУ с ИРО на ГЭС. копия решения НТС Минэнерго СССР и письмо Минэнерго СССР с рекомендациями по внедрению НЗУ с ИРО на ТЭС. материалы по организации, проведению и результатам велонствсшшх испытаний НЗУ с ИРО на Павлодарской ТЭИ-1.

Табгкьз 3

йшдая) введаем ЮУ с эл задеутслг-лаав« котааш тэс

ешаодты "у

Наименование Вергше- Шише- 0ЛЕ30- ТОЛ удан- ¡Ляак- Улгн- Караган-

тагмль- ТУРШ1- дарская гласила удэнская Уязхская Удэпская динская

ская грзс ская грзс ТЭЦ-1 ТСЦ тга-1 Т211-1 ТЭЦ-1 тэп-з

Тип котла ПК-14 ПК-14 ВКЗ-420 тп-ат ШЗ-75 БКЗ-75 вкз-гго Бкз-чго

Производительность, г/ч гз о 230 420 чгэ 75 75 гго 420

ШУ:

Дата ввода в экспд. Ой. 09. 84Г 17. 07. в7Р 18. 07. 87г 24. 12. 87г 13. 01. 88г 14. 05. 89г 26. 05. 89Г 20. 08. 90г

Код. аппаратов в установке 4 4 4 4 г 2 4 5

Дкзкстр скруббера.» 3.1 3. 1 4. О 4.0 2.5 2.5 2.75 3.7

Лиаметр горловин таи' » 0.7 0. 65 1.07 0. 99 0.72 0.72 0. 84 0. 95

Уд. расход води на ТВ, д/и 0. 342 0. £62 0,31 0. 320 О. 367 нет инф. 0. 24 0.46

Аэродинамическое с о пр., кла 1. 1 1.31 1.7 1.4 2.6 нет инф. 1.64 1. 92

Скорость газа в ТВ. м/с 62. 1 62. 3 60,9 59..3 65.6 нет инф. 69. 1 52.9

Тепрература газа за НЗУ.'с 74 69 72 75 76 76 77 68

То же перед водогреват. .*С 49 53 53 50 54 54 54 52

Дополнит, потери тепла. * 1. 14 0. 80 0, 75 1. 32« 1. 44 нет инф. 1. 46 1. 12

степень очистки. * 99. 09 99. 30 99. 18 да. 9» 59.22 99. 2& 99. 18 99.27

Примечание. ■ иовдаеиное значение потерь тепла с горячки ьоздугсн обусловлено повышенным расходом гревшего агента с котла

ВЫВОДИ

1.Уточнена математическая модель процесса коагуляции золопых частиц с каплями вода в ТВ, эксплуатирующейся в ИРО. Получена зависимость фракционной эффективности указанного процесса в ТВ от ее геометрических и режимных характеристик.

2. Выполнены экспериментальные исследования зависимости аэродинамического сопротивления и теплообмена в условиях ЯРО. Получены экспериментальные значения коэффициентов сопротивления и теплоотдачи. Выявлено, что в НЗУ с ИРО балансовое количество испаряющейся влаги существенно неныае, чем в типовых НЗУ и при высоких плотностях орошения указанный баланс может стать отрицательным.

3. Выполнено исследование статистических закономерностей возникновения отказов элементов кзу. Выявлено, чт4 основной вид отказа кзу - эрозионный износ ее внутренней поверхности, плотность потока которого описывается распределением Вейбулла. Выполнено экспериментальное измерение параметров указанного распределения. Выполнены расчеты средней наработки до отказа элементов нзу и установки в целой. Выявлено, что типовые установки с ТВ имеют надежностные характеристики, существенно внже нормативных. Наименее надежным. элементом является ТВ. Выявлено, что при реализации про в нзу происходит снижение надежности колена и асруббера. Для повышения надежности пзу с ЕРО разработана и провла прокладочное опробование новая конструкция внутреннего футеровочиого покрытия элементов нзу, понижены скорости газа на выходе из ТВ и на входе в скруббер до 17 м/с.

4. Разработана н исследована систена содо1-рсиа очишешшх газов после НЗУ путем пгисамси в mix гогячего воздуха, отбираемого после 2-й по воздуху ступени воздухоподогревателя котда.

5. Установки с ЯРО внедрены на 8-ни пилпугольных котлах 6-ти ТЭС. Эффективность золоулавливания находится в пределах 9в, 9 -99.3*. что обеспечило снижение валовых выбросов золы в атмосферу аа указавшим котлани на 35.1 тыс. т/год.

Основное содержание диссертации опубликовано в работах:

l.Kponn Л. И.. Лавров В. Е.. Палатиик И. К.. Шульгин К. е..

Опытно-пронмпленная проверка технологии золоочистки в мокрых золоуловителях с трубани Вентури с достижением степени золоулавливания не менее 99 я // Электрические станции. -1989. - Но. 3. - с. 19-21.

2. Шульгин Е. С.. СТахутов А. А.. Голубев А. В.. Бичурмна Д. И., Еухяан Г. Д., Ермоленко В. С. О надежности мокрых золоуловителей // Энергетик. - 198в. - Ко. 9. - с. 26.

3. Я7лыин Е. С. . Пахутов А. А.. ЗСйков А. а Стабилизация эффективности золоуловителей // Электрические станпии. - 1986. - Во. 2 - с. 15-16.

4. Иульгип Е. С. Подогрев уходящих дымовых газов за котлом после мокрой Газоочистки // Энергетик. - 1981. - Но. 9. - с. 22.

5. Иульгин Е. С.. Хяипенштейп Д Г. Опыт промышленной эксплуатации зслоулавлидаюдей установки НВ-ИГО на котле ЛК-14 // Энергетик. - 1990. - Яо. 4. - е. 14-13.

6. Кропя А И., Лавров Б. Е.. Палатяик И. С., Иульгин Е. С. Применение интенсивных рмомов орошения в нокрых золоуловителях с трубами-коагуляторами Вентури. - Тез. докл. к Всесоюзному научно - техн. совешанию "Пути решения проблема сокращения выбросов в .атмосферу "ГЭС • - Казань. 198Т. - с. 2122,

7. Шульгин Е. С., пахутов А. А. Опыт промыэшенного внедрения шгтенсивпого орошения труб Вентури в мокрых золоуловителях. Тез. докл. к Всесоюзному научно - техн. совеаанюо "Повышение качества сжигания топлива и охрана окружавдея среды от загрязнения вредными выбросами ТЭС и крупных предприятий*. -казапь, 1980. - с. 100-101.

8. Иульгин Е. С., Палатпик И. Б. Технические и техшпсо-экопонические аспекты внедрения мокрых золоуловителей с ИРО с эффективностью 99 - Тез. докл. к Всесоюзному научно -техн. совешатю " Зашита озера Байкал от загрязнения Иркутск. 1988. - с. 46-4?.

9. Кропп Л. И., Недик Е. II., иульгин Е. С. Опыт и перспективы' использования золоуловителей с коагуляторами Вентури в теплоэнергетике. - Тез. докл. к 3 - ну ' Всесоюзному пучно -техн. секштру * применение аппаратов * мокрого * типа для очистки отходяганх газов от твердых к газообразных вредных примесей *. - Ноосва, 19С9. - с. 15-16.

I О. Вульгин Е. С. Иадехность конструктивных элементов золоуловителей с трубани Вептури. - Тез. докл. к Всесоюзной

научно - техн. конференции • Современные технические средства зашиты воздушного бассейна от загрязнений ". - Носква. 1981. -с. 19-20.

11. Кропи л* н. г Еульгин Е. С., Палатник и. Б.. Лавров Б. Е. Новое поколение мокрых золоуловителей для тепловых электростанций. - Тез. докл. к 3-му Всесоюзному нучло - техн. семинару * Применение аппаратов ' мокрого * типа для очистки отходящих газов от твердых и газообразных вредных примесей ". - Носква. 1989. - с. Т8-Т9.

- 1Т -

О, 3

о. г 0. 1 о

о, го

О. 16

о. ое-о

Ры <1т=0. 6М

Г

/ V*. =6ЧМ/С//

52М/с/

1 4Я.НКМ

•о; 5'

1. о

Рис. 1. Зависимость изменения Рч во длине ТВ

0,*г ом-

О 10 20 30 «б 56 Рис.2. Зависимость интегрального параметра Ры от размера золошхх частид <1Ч

ало-о,то а,е я-

1.0

Рис. 3. Зависимость Фракционной эффективности

,<У и-т»

коагуляции золы в ТВ от (-

Рч)

¿7 19 21 ¿3 25

Рис. Ч. Зависимость усл. коэффициента сопротивления ТВ от комплексного паранетра' (<1 Уг>

Рис. 5. Зависимость коэффициента теплопередачи в НЗУ от скорости газа в ТВ Ч,

0.8 0.6 0.4 0.2

I—

КОНФУЗОР и горловина ТВу

ДИФФУЗОР ТВ

колено_

входной патрубок_ скруббер

о 4000 6000 12000 16600 еойоо

Рис. 6. Зависинос.ть вероятности безотказной работы элементов нзу от продолжительности их наработки ^