КОМПЛЕКСНАЯ МОДЕРНИЗАЦИЯ ПЫЛЕУГОЛЬНЫХ КОТЛОВ НА ОСНОВЕ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ВИХРЕВОЙ ТЕХНОЛОГИИ СЖИГАНИЯ ООО «Компания «НТВ-энерго» Россия, , Санкт-Петербург, Политехническая ул., 29 Тел/факс: 8 (812) ;

2 Решение проблем модернизации оборудования ТЭС 1.Применение недорогих опробованных технологий для реконструкции действующего оборудования. Это позволит: обновить оборудование; продлить его ресурс; улучшить технико-экономические и экологические показатели работы; расширить диапазон сжигаемых топлив.

3 НИЗКОТЕМПЕРАТУРНАЯ ВИХРЕВАЯ (НТВ) ТЕХНОЛОГИЯ СЖИГАНИЯ ТВЕРДЫХ ТОПЛИВ Принцип работы НТВ топки: Сжигание груборазмолотого топлива при многократной циркуляции частиц в топке. Две зоны горения по высоте: вихревая (1) и прямоточная (2). Взаимодействие потоков пыле- воздушной смеси и нижнего дутья в вихревой зоне. "Зона активного горения" занимает всю вихревую зону топки. 1 2

4 НТВ процесс обеспечивает : НТВ процесс обеспечивает : 1.Сжигание топлива угрубленного помола 2.Быстрый прогрев пылевоздушной струи и устойчивое воспламенение. 3.Интенсивный теплообмен (увеличение коэффициента тепловой эффективности экранов). 4.Выравнивание температурного поля и снижение максимальной температуры в ядре горения (не превышает 1000…1350 о С).

5 Характеристики топлив, опробованных при НТВ-сжигании бурые и каменные угли торф горючие сланцы отходы деревообработки и микробиологического производства. Влажность на рабочую массу, W r, %14…75 Зольность на рабочую массу, A r, %5…50 Выход летучих на сухое беззольное состояние, V daf,%15…90 Удельная теплота сгорания, Q r i ккал/кг1000…6200 Содержание серы на рабочую массу, S r, %0,2…3,0 Содержание азота на рабочую массу, N r, %0,4…2,0 Диапазон изменения характеристик топлив

6 Схемы котельных установок с НТВ-сжиганием а)б) в) 1 – бункер топлива; 2 – питатель топлива; 3 – устройство подачи топлива; 4 – горелка; 5 – котел; 6 – воздухоподогреватель; 7 – дутьевой вентилятор; 8 – горячий воздух; 9 – первичный воздух; 10 – вторичный воздух; 11 – нижнее дутье; 12 – мельница-вентилятор; 13 – пылепровод; 14 – устройство нисходящей сушки; 15 – горячие дымовые газы; 16 – молотковая мельница; 17 – сепаратор а) каменный и бурый угли, сланец; б) бурый уголь, лигниты; в) бурый уголь, торф, отходы сельскохозяйственной, целлюлозно-бумажной и микробиологической промышленности и т.п.

7 Кумертауская ТЭЦ Характеристика объекта Котел ТП-14А: Паропроизводительность: 220 т/ч; Параметры пара: давление 9,8 МПа, температура 540 о С Месторождение Характеристика (на рабочую массу) Выход летучих W r, %A r, %S r, %N r, % Q r i ккал/кг V daf,% Бабаевское, Тюльганское 52…607…140,4…0,90,2…0,3 1780… …66

8 Кумертауская ТЭЦ Проблемы до реконструкции котла: ограничение производительности пылесистем до 12 т/ч при паспортной 17,8 т/ч, неустойчивое воспламенение при работе на угле подсветка пылеугольного факела природным газом (до % по теплу) ограничение паропроизводительности (по условиям работы пылесистем и шлакования топки)

9 Кумертауская ТЭЦ Схема котла ТП-14А, переведенного на НТВ- сжигание 1 - бункер сырого угля; 2 - питатель сырого угля; 3 - участок нисходящей сушки; 4 - мельница-вентилятор; 5 - пылегазовая горелка; 6 - устройство нижнего дутья; 7 - механизированное устройство шлакоудаления; 8 - дутьевой вентилятор; 9 - золоуловитель; 10 - дымосос; 11 - отбор газов на сушку топлива; 12, 13 - первичный и вторичный воздух, соответственно

10 Кумертауская ТЭЦ Реконструкция котла обеспечила: Устойчивое воспламенение и горение высоковлажных бурых углей во всем диапазоне нагрузок D=(0,4-1,0)Dном Увеличение более чем в 2,5 раза производительности пылесистем и уменьшение удельного расхода электроэнергии на размол. Увеличение межремонтного срока службы мельниц в три раза. Полную взрывобезопасность систем подготовки топлива за счет угрубления помола. Работу топки без шлакования и отказ от эксплуатационных средств очистки поверхностей нагрева. КПД котла (брутто) на уровне 86…87,6 %. Потери тепла от мех. недожога 0,2… 0,6 %. Содержание NOx в продуктах сгорания в среднем на уровне 275…350 мг/м.куб. (приведенная к α=1,4) Выбросы оксидов серы SОх не более 1550 мг/м3 (приведенные к =1,4); Максимальная температура в топке не выше 1260 о С. Повышение кпд золоуловителя (СЭЦ-24) до 95,5% Наработка котла после реконструкции – около 100 тыс.часов

11 Новомосковская ГРЭС Характеристика объекта Котел БКЗ : Паропроизводительность: 220 т/ч; Параметры пара: давление 9,8 МПа, температура 510 о С Месторождение Характеристика (на рабочую массу) Выход летучих W r, %A r, %S r, %N r, % Q r i ккал/кг V daf,% Подмосковный26…3136…401,9…3,00,4…0,7 1700…

12 Новомосковская ГРЭС Проблемы до реконструкции котла: Невозможность работы котла без подсветки. Сильное шлакование поверхностей нагрева. Ограничение нагрузки до 160 т/ч D=0,73Dном. Высокие выбросы SOx. Зависание угля в БСУ, замазывание скребковых ПСУ

13 Схема НТВ котла БКЗ Новомосковской ГРЭС Объем модернизации: замена топки на газоплотную замена опускной системы замена обмуровки на облегченую теплоизоляцию замена горелочно-сопловых устройств газификация котла с установкой низкоэмиссионных сертифицированных отечественных горелок и организацией ступенчатого сжигания

14 Новомосковская ГРЭС Объем модернизации: замена пылепроводов и воздуховодов реконструкция сепараторов мельниц замена скребковых питателей на двухшнековые модернизация системы КИПиА ремонтно- восстановительные работы в объеме капитального ремонта

15 Новомосковская ГРЭС Результаты модернизации котла БКЗ-220-9,9 при работе на угле: Обеспечена устойчивая работа котла на Подмосковном буром угле без подсветки резервным топливом. Обеспечена работа без шлакования. КПД (брутто) котла составил η=88,4 %. степень связывания оксидов серы в котле только за счет основных окислов собственной золы топлива составила около 47%. Выбросы оксидов азота (приведенные к нормальным условиям и = 1,4) составили NOx=200…250 мг/м3. Максимальная температура в топке не превышает 1000…1100 о С. Обеспечена взрывобезопасность пылесистем Производительность пылесистем увеличена на 35%

16 Новомосковская ГРЭС Результаты модернизации котла БКЗ-220-9,9 при работе на газе: Рабочий диапазон нагрузок котла – 96…230 т/ч. КПД (брутто) котла составил η=94,5 % (на соседнем котле БКЗ-220 η=91,5 %). Выбросы оксидов азота (приведенные к нормальным условиям и = 1,4) составили NOx=110…125 мг/м3 (на соседнем котле БКЗ-220 NOx=500…510 мг/м3).

17 ТЭЦ-4 г.Киров Характеристика объекта Котел БКЗ ф: Паропроизводительность: 210 т/ч; Параметры пара: давление 13,8 МПа, температура 510 о С Местрождение Характеристика (на рабочую массу) Выход летучих W r, %A r, %S r, %N r, %Q r i,ккал/кгV daf,% Кузнецкий Г,Д11…2413…160,2…0,31,8…1,94350… …45 Торф57…605…60,11,01600…180050

18 Проблемы котла ст. 9 при сжигании твердого топлива неудовлетворительное состояние экранной системы негазоплотной топки котла, интенсивная наружная коррозия, сжигание топлив (высокозольный Богословский бурый уголь, каменный Кузнецкий уголь); низкая КПД котла при сжигании каменного угля (потери с механическим недожогом 12-17%); неустойчивое горение твердого топлива без подсветки факела природным газом или мазутом; интенсивное шлакование поверхностей нагрева; выгорание примыканий горелок через месяц работы котла; температура свежего пара на 20-30°C ниже норматива при сжигании каменного угля; ограничение регулирования нагрузки котла: питатели сырого угля рассчитаны на подачу низкокалорийного торфа; скребковые питатели имеют длину 10,8 м, что отрицательно сказывается на надежности их работы; зависание топлива в бункерах, замазывание питателей сырого угля; концентрация NOx при сжигании каменного угля достигает 1600 мг/нм3. ТЭЦ-4 г.Киров

19 Объем модернизации котла ст. 9 До реконструкцииПосле реконструкции п/п I ступени радиационная часть барабан котлап/п I ступени потолочная часть п/п I ступени холодный пакет каркас котла экраны топки водоопускная система п/п II ступени газо-мазутные горелки пылеугольные горелки система нижнего дутьясистема третичного дутья ТЭЦ-4 г.Киров

20 Показатели котла БКЗ Ф ст.9 до и после реконструкции Показатель Ед. изм. Уголь кузнецкий Г, Д Торф фрезерный Газ природный ДоПослеДоПослеДо После Паропроизводительностьт/ч Выбросы Noxмг/м Тепловой КПД брутто% Потери с мехнедожогом% Потери с уходящими газами % Сжигание твердого топлива в диапазоне нагрузок от 140 до 250 т/ч обеспечено без подсветки газом Обеспечена проектная температура перегретого пара – 540 °С ТЭЦ-4 г.Киров