Cжигание водоугольной суспензии в вихревых топках

Промышленное сжигание ВУТ На сегодня работы по технологии производства водоугольного топлива (ВУТ) и организации его сжигания находятся в стадии промышленного и опытно-промышленного применения. Подготовка ВУТ уже не вызывает принципиальных затруднений. Оно освоено в многотоннажном промышленном варианте государственным унитарным предприятием ГУП ОПУ “Белово - Новосибирск”.

Развиваемое государственным унитарным предприятием “Экотехника” – ГУП НПЦ “Экотехника” направление производства ВУТ с низкой себестоимостью на базе шламовых отходов так же чрезвычайно перспективно и позволит в ряде случаев иметь еще более дешовое водоугольное топливо.

Из-за пониженной калорийности ВУТ наибольшие проблемы возникают в организации топочного процесса. Например,из расчетов для ВУТ было получено, что адиабатическая температура мала, около 1410°С (при избытке воздуха–a=1,2); Jа=1260°С (при a=1,4) вместо типичной для кузнецких углей Jа=1800°С (a=1,2). Такие пониженные температуры будут приводить к затягиванию воспламенения и выгорания факела. Для обеспечения глубокого завершения топочного процесса потребуется снижение отвода тепла при одновременном увеличении времени выгорания.

В установках средней и малой мощности где, имеются не большие топочные объёмы, а эффективность горения и температуры не высоки даже и при сжигании качественного топлива, особенно трудно организовать и обеспечить устойчивое горение факела ВУТ. Однако и здесь имеются определенные успехи.

Опытно-промышленное факельно-слоевое сжигание ВУТ организовано ГУП НПЦ “Экотехника” в муниципальной котельной г.Белово в слоевых котлах КВТС 20. Реконструированные котлы № 3 и 4 оснащены решетками прямого хода с загрузкой слоя рядового угля непосредственно из бункера. Сжигание до 2–2,5 т/ч ВУТ проводилось в факеле над слоем горящего угля за счет использования избыточного воздуха слоевой топки и при подаче первичного воздуха в горелки.

При сжигании на каждую из четырех форсунок до 1,2–1 т/ч тонко распыляемого ВУТ, над горящим слоем угля образуется устойчивый факел. Температура в его ядре составляет около 1250°С.



Реконструированные котлы КВТС 20 могут работать как на рядовом угле со слоевым сжиганием, так и на ВУТ с факельным сжиганием или при сочетании обеих топочных технологий.

В котельной ш. Тырганская реконструирован слоевой котёл КЕ 10 14С. С целью обеспечения глубокого выгорания и стабильного горения, ВУТ и первичный воздух вводятся через специальные сопла и горелки тангенциально. Аэродинамическое взаимодействие потоков создает интенсивное вихревое течение и перемешивание горячих продуктов слоевого сгорания с вводимыми потоками ВУТ и дутья.

Реконструированный котел КЕ 10 14С может работать как на рядовом угле со слоевым сжиганием, так и совместно с факельным сжиганием ВУТ. ВУТ в котельной ш. Тырганская получают из шлама углеобогащения на собственной установке. На сегодня здесь ведется переход от опытно-промышленного к промышленному внедрению ВУТ.

В октябре 1999 г., путем реконструкции типового газомазутного котла ДКВР 6,5 13 ГМ, была введена в опытно - промышленную эксплуатацию котельная установка в ОАО “Мысковский Спецгормолзавод”. Котельная установка работает на ВУТ привозимом автотранспортом из г. Белово с головных сооружений ГУП ОПУ “Белово Новосибирск”.

В настоящее время ОАО “Мысковский Спецгормолзавод” ведется перевод котла КЕ 10 14 так же для работы на ВУТ. Замена мазута водоугольным топливом экономически выгодна и перспективна. Мазут и мазутное хозяйство остаются в полном или урезанном виде с мазутом в качестве резервного топлива. Расстояние от г. Белово до г. Мыски большое - около 200 км. Перевозка ВУТ собственным автотранспортом значительно сокращает экономическую эффективность этого проекта. Экономическую эффективность в данном конкретном случае можно было бы увеличить при организации централизованной перевозки ВУТ, например, железнодорожным транспортом или путем производства ВУТ на территориально более близком предприятии - ЦОФ “Абашевская”.

Технология применения ВУТ

Рассмотрим и проиллюстрируем основные моменты и преимущества перехода на сжигание водоугольного топлива. Анализ проведем на основе имеющегося опыта реконструкции и опытно-промышленной эксплуатации реконструированных газомазутного котла ДКВР 6,5 13 ГМ в ОАО “Мысковский Спецгормолзавод” и слоевых котлов КВТС 20 в муниципальной котельной г. Белово.

Во-первых, почти полностью устраняется недожог угольных частиц топлива. Дымовые газы светлые, черные частицы сажи и уноса характерные для угольных котельных здесь отсутствуют. Кроме того, из-за большого содержания в ВУТ влаги существенно уменьшаются выбросы оксидов азота.

Зимой в морозные дни из трубы появляется белый дым. Это пар, так как сжигается не просто уголь, а водоугольное топливо с высокой влажностью. Подобная ситуация наблюдается при сжигании природного газа здесь так же в дымовых газах повышенное количество паров воды. В теплое время паров воды не видно и выбросы из дымовой трубы почти не заметны.

Во-вторых, технология примененияВУТ является чистой. Используется мокрый помол угля в воде, домол шламов и подобные технологии без выделения пыли. В котельной легко поддерживать чистоту, водоугольное топливо загрязняет при протечках меньше чем мазут.

Подготовка, подача и сжигание ВУТ технологически напоминает и подобна работе на мазуте. ВУТ хранится в емкостях и перевозится в цистернах. Для внутреннего перемещения по котельной и в цехах приготовления топлива используются трубопроводы и насосы. В качестве примера, процедура заполнения цистерны и узел загрузки головных сооружений ГУП ОПУ “Белово Новосибирск”.