Повышение эффективности влияния рециркуляции дымовых газов на снижение выброов оксидов азота котлами электростанций

Проведены исследования влияния рециркуляции дымовых газов на снижение выбросов оксидов азота котлами электростанций. Определены наиболее эффективные способы ввода газов рециркуляции в топочную камеру котлоагрегатов. Установлено, что эффективными средствами усиления воздействия газов рециркуляции на...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:
Bibliographische Detailangaben
Datum:2010
Hauptverfasser: Сигал, И.Я., Дубоший, А.Н., Сигал, А.И., Смихула, А.В.
Format: Artikel
Sprache:Russian
Veröffentlicht: Інститут газу НАН України 2010
Schriftenreihe:Энерготехнологии и ресурсосбережение
Schlagworte:
Online Zugang:http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/103970
Tags: Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:Повышение эффективности влияния рециркуляции дымовых газов на снижение выброов оксидов азота котлами электростанций / И.Я. Сигал, А.Н. Дубоший, А.И. Сигал, А.В. Смихула // Энерготехнологии и ресурсосбережение. — 2010. — № 1. — С. 48-52. — Бібліогр.: 14 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id irk-123456789-103970
record_format dspace
spelling irk-123456789-1039702016-06-28T03:02:28Z Повышение эффективности влияния рециркуляции дымовых газов на снижение выброов оксидов азота котлами электростанций Сигал, И.Я. Дубоший, А.Н. Сигал, А.И. Смихула, А.В. Охрана окружающей среды Проведены исследования влияния рециркуляции дымовых газов на снижение выбросов оксидов азота котлами электростанций. Определены наиболее эффективные способы ввода газов рециркуляции в топочную камеру котлоагрегатов. Установлено, что эффективными средствами усиления воздействия газов рециркуляции на образование оксидов азота являются ввод газов рециркуляции в топливный газ (при сжигании газа) и перераспределение газов рециркуляции с увеличением их доли на центральные горелки. Проведено дослідження впливу рециркуляції димових газів на зниження викидів оксидів азоту котлами електростанцій. Визначено найбільш ефективні способи введення газів рециркуляції в топкову камеру котлоагрегатів. Встановлено, що ефективними засобами посилення дії газів рециркуляції на утворення оксидів азоту є введення газів рециркуляції в паливний газ (при спалюванні газу) та перерозподіл газів рецирку ляції із збільшенням їх частки на центральні пальники. The investigation of smoked gases recirculation efficiency influence on nitrogen oxides emission from power plant boilers is conducted. The main effective methods of of smoked recirculation gases injection into the furnace of power plant boilers are determined. It is established that the most effective method of smoked recirculation gases effect on nitrogen oxides formation increase is the gases injection into fuel gas (by natural gas combustion) and the gases redistribution with they part on central burners increase. 2010 Article Повышение эффективности влияния рециркуляции дымовых газов на снижение выброов оксидов азота котлами электростанций / И.Я. Сигал, А.Н. Дубоший, А.И. Сигал, А.В. Смихула // Энерготехнологии и ресурсосбережение. — 2010. — № 1. — С. 48-52. — Бібліогр.: 14 назв. — рос. 0235-3482 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/103970 621.18:632.15 ru Энерготехнологии и ресурсосбережение Інститут газу НАН України
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
language Russian
topic Охрана окружающей среды
Охрана окружающей среды
spellingShingle Охрана окружающей среды
Охрана окружающей среды
Сигал, И.Я.
Дубоший, А.Н.
Сигал, А.И.
Смихула, А.В.
Повышение эффективности влияния рециркуляции дымовых газов на снижение выброов оксидов азота котлами электростанций
Энерготехнологии и ресурсосбережение
description Проведены исследования влияния рециркуляции дымовых газов на снижение выбросов оксидов азота котлами электростанций. Определены наиболее эффективные способы ввода газов рециркуляции в топочную камеру котлоагрегатов. Установлено, что эффективными средствами усиления воздействия газов рециркуляции на образование оксидов азота являются ввод газов рециркуляции в топливный газ (при сжигании газа) и перераспределение газов рециркуляции с увеличением их доли на центральные горелки.
format Article
author Сигал, И.Я.
Дубоший, А.Н.
Сигал, А.И.
Смихула, А.В.
author_facet Сигал, И.Я.
Дубоший, А.Н.
Сигал, А.И.
Смихула, А.В.
author_sort Сигал, И.Я.
title Повышение эффективности влияния рециркуляции дымовых газов на снижение выброов оксидов азота котлами электростанций
title_short Повышение эффективности влияния рециркуляции дымовых газов на снижение выброов оксидов азота котлами электростанций
title_full Повышение эффективности влияния рециркуляции дымовых газов на снижение выброов оксидов азота котлами электростанций
title_fullStr Повышение эффективности влияния рециркуляции дымовых газов на снижение выброов оксидов азота котлами электростанций
title_full_unstemmed Повышение эффективности влияния рециркуляции дымовых газов на снижение выброов оксидов азота котлами электростанций
title_sort повышение эффективности влияния рециркуляции дымовых газов на снижение выброов оксидов азота котлами электростанций
publisher Інститут газу НАН України
publishDate 2010
topic_facet Охрана окружающей среды
url http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/103970
citation_txt Повышение эффективности влияния рециркуляции дымовых газов на снижение выброов оксидов азота котлами электростанций / И.Я. Сигал, А.Н. Дубоший, А.И. Сигал, А.В. Смихула // Энерготехнологии и ресурсосбережение. — 2010. — № 1. — С. 48-52. — Бібліогр.: 14 назв. — рос.
series Энерготехнологии и ресурсосбережение
work_keys_str_mv AT sigaliâ povyšenieéffektivnostivliâniârecirkulâciidymovyhgazovnasniženievybroovoksidovazotakotlamiélektrostancij
AT dubošijan povyšenieéffektivnostivliâniârecirkulâciidymovyhgazovnasniženievybroovoksidovazotakotlamiélektrostancij
AT sigalai povyšenieéffektivnostivliâniârecirkulâciidymovyhgazovnasniženievybroovoksidovazotakotlamiélektrostancij
AT smihulaav povyšenieéffektivnostivliâniârecirkulâciidymovyhgazovnasniženievybroovoksidovazotakotlamiélektrostancij
first_indexed 2025-07-07T14:37:23Z
last_indexed 2025-07-07T14:37:23Z
_version_ 1836999291885846528
fulltext Îêñèäû àçîòà íà 95–98 % îïðåäåëÿþò òîê- ñè÷íîñòü ïðîäóêòîâ ñãîðàíèÿ êîòëîâ ýëåêòðî- ñòàíöèé íà ïðèðîäíîì ãàçå è íà 40–50 % êîò- ëîâ íà óãëå è ìàçóòå. Ïîýòîìó ñíèæåíèå âûáðî- ñîâ NOx â àòìîñôåðó â ðåøàþùåé ìåðå ïîçâî- ëÿåò óìåíüøèòü çàãðÿçíåíèå àòìîñôåðíîãî âîç- äóõà, ÷òî îñîáåííî ñóùåñòâåííî ïðè ðàñïîëîæå- íèè ýíåðãîáëîêîâ â ãîðîäàõ (Êèåâñêèå ÒÝÖ-5 è ÒÝÖ-6, Õàðüêîâñêàÿ ÒÝÖ-5), èëè áîëüøîé åäè- íè÷íîé ìîùíîñòè ýëåêòðîñòàíöèé. Îáðàçîâàíèå îêñèäà àçîòà â çîíå ãîðåíèÿ ïðè ñæèãàíèè òðàäèöèîííûõ òîïëèâ äîñòàòî÷íî èçó÷åíî è ìîæåò ïðîèñõîäèòü ïî ÷åòûðåì èç- âåñòíûì ìåõàíèçìàì [1–3]. Èç ìåòîäîâ, êîòî- ðûìè ñíèæàþò îáðàçîâàíèå NO â çîíå ãîðåíèÿ, íàèáîëåå õîðîøî èçó÷åíà ðåöèðêóëÿöèÿ ïðî- äóêòîâ ñãîðàíèÿ â òîïî÷íóþ êàìåðó. Ýôôåêòèâ- íîñòü ïðèìåíåíèÿ ðåöèðêóëÿöèè äëÿ ñíèæåíèÿ îáðàçîâàíèÿ NO ïîäòâåðæäåíà ìíîãèìè ðàáîòà- ìè [2–10]. Ïðèìåíåíèå ðåöèðêóëÿöèè ïîçâîëÿ- åò ðåãóëèðîâàòü òåïëîîòäà÷ó ê òîïî÷íûì ýêðà- íàì è òåìïåðàòóðó ïåðåãðåâà ïàðà, ñáëèæàòü õàðàêòåðèñòèêè ðàáîòû êîòëîâ ïðè ñæèãàíèè ðàçëè÷íûõ òîïëèâ, íàïðèìåð, æèäêèõ è ãàçîîá- 48 Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2010. ¹ 1 Îõðàíà îêðóæàþùåé ñðåäû ÓÄÊ 621.18:632.15 Ïîâûøåíèå ýôôåêòèâíîñòè âëèÿíèÿ ðåöèðêóëÿöèè äûìîâûõ ãàçîâ íà ñíèæåíèå âûáðîñîâ îêñèäîâ àçîòà êîòëàìè ýëåêòðîñòàíöèé Ñèãàë È.ß.1, Äóáîøèé À.Í.1, Ñèãàë À.È.2, Ñìèõóëà À.Â.1 1 Èíñòèòóò ãàçà ÍÀÍ Óêðàèíû, Êèåâ 2 Èíñòèòóò òåõíè÷åñêîé òåïëîôèçèêè ÍÀÍ Óêðàèíû, Êèåâ Ïðîâåäåíû èññëåäîâàíèÿ âëèÿíèÿ ðåöèðêóëÿöèè äûìîâûõ ãàçîâ íà ñíèæåíèå âûáðî- ñîâ îêñèäîâ àçîòà êîòëàìè ýëåêòðîñòàíöèé. Îïðåäåëåíû íàèáîëåå ýôôåêòèâíûå ñïî- ñîáû ââîäà ãàçîâ ðåöèðêóëÿöèè â òîïî÷íóþ êàìåðó êîòëîàãðåãàòîâ. Óñòàíîâëåíî, ÷òî ýôôåêòèâíûìè ñðåäñòâàìè óñèëåíèÿ âîçäåéñòâèÿ ãàçîâ ðåöèðêóëÿöèè íà îáðàçî- âàíèå îêñèäîâ àçîòà ÿâëÿþòñÿ ââîä ãàçîâ ðåöèðêóëÿöèè â òîïëèâíûé ãàç (ïðè ñæè- ãàíèè ãàçà) è ïåðåðàñïðåäåëåíèå ãàçîâ ðåöèðêóëÿöèè ñ óâåëè÷åíèåì èõ äîëè íà öåí- òðàëüíûå ãîðåëêè. Êëþ÷åâûå ñëîâà: êîòëû ýëåêòðîñòàíöèè, îêñèäû àçîòà, ðåöèðêóëÿöèÿ äûìîâûõ ãàçîâ. Ïðîâåäåíî äîñë³äæåííÿ âïëèâó ðåöèðêóëÿö³¿ äèìîâèõ ãàç³â íà çíèæåííÿ âèêèä³â îêñèä³â àçîòó êîòëàìè åëåêòðîñòàíö³é. Âèçíà÷åíî íàéá³ëüø åôåêòèâí³ ñïîñîáè ââåäåí- íÿ ãàç³â ðåöèðêóëÿö³¿ â òîïêîâó êàìåðó êîòëîàãðåãàò³â. Âñòàíîâëåíî, ùî åôåêòèâíèìè çàñîáàìè ïîñèëåííÿ 䳿 ãàç³â ðåöèðêóëÿö³¿ íà óòâîðåííÿ îêñèä³â àçîòó º ââåäåííÿ ãàç³â ðåöèðêóëÿö³¿ â ïàëèâíèé ãàç (ïðè ñïàëþâàíí³ ãàçó) òà ïåðåðîçïîä³ë ãàç³â ðåöèðêó- ëÿö³¿ ³ç çá³ëüøåííÿì ¿õ ÷àñòêè íà öåíòðàëüí³ ïàëüíèêè. Êëþ÷îâ³ ñëîâà: êîòëè åëåêòðîñòàíö³¿, îêñèäè àçîòó, ðåöèðêóëÿö³ÿ äûìîâûõ ãàçîâ. � Ñèãàë È.ß., Äóáîøèé À.Í., Ñèãàë À.È., Ñìèõóëà À.Â., 2010 ðàçíûõ, ïîääåðæèâàòü òåìïåðàòóðó ïåðåãðåâà ïàðà ïðè èçìåíåíèè íàãðóçêè. Ââîä ãàçîâ ðå- öèðêóëÿöèè â òîïî÷íóþ êàìåðó ïðèâîäèò ê íå- çíà÷èòåëüíîìó ñíèæåíèþ ÊÏÄ êîòëà (0,01– 0,03 % íà 1 % ãàçîâ ðåöèðêóëÿöèè), íî îòêðû- âàåò áîëüøèå âîçìîæíîñòè óíèôèêàöèè êîòëîâ ïî òîïëèâó.  1970–1980-õ ãã. Èíñòèòóòîì ãàçà ÍÀÍ Óêðàèíû è Âñåñîþçíûì (ñ 1991 ã. Âñåðîññèé- ñêèé) òåïëîòåõíè÷åñêèì èíñòèòóòîì áûë çàâåð- øåí öèêë èññëåäîâàíèé ïî ïîäà÷å ãàçîâ ðåöèð- êóëÿöèè â äóòüåâîé âîçäóõ ñ öåëüþ ñíèæåíèÿ âûáðîñîâ NOx [2], è íà îñíîâàíèè ýòèõ èññëå- äîâàíèé áîëüøèíñòâî ãàçîìàçóòíûõ ÒÝÑ áûëî ïåðåâåäåíî íà òàêîé ðåæèì ýêñïëóàòàöèè ìîù- íûõ ýíåðãîáëîêîâ. Äëÿ ðåàëèçàöèè ýòîãî ìåòî- äà íåîáõîäèìî îáîðóäîâàòü êîòåë ñïåöèàëüíûì ðåöèðêóëÿöèîííûì äûìîñîñîì è ñìîíòèðîâàòü ãàçîõîäû (â êîòëàõ ýíåðãîáëîêîâ ýòî îáîðóäî- âàíèå óæå èìååòñÿ). Îñíîâíûìè íåäîñòàòêàìè ïîäà÷è ãàçîâ ðåöèðêóëÿöèè ÿâëÿåòñÿ ïîâûøå- íèå ñîïðîòèâëåíèÿ âîçäóøíîãî òðàêòà, óâåëè÷å- íèå íàãðóçêè íà äûìîñîñû, ïîÿâëåíèå ñàæè è îêñèäà óãëåðîäà ïðè ÷ðåçìåðíîé ñòåïåíè ðåöèð- êóëÿöèè [2, 11]. Îáû÷íî äûìîâûå ãàçû ñ òåìïåðàòóðîé 300– 400 �Ñ îòáèðàþòñÿ ïåðåä âîçäóõîïîäîãðåâàòå- ëåì è ñïåöèàëüíûì ðåöèðêóëÿöèîííûì äûìîñî- ñîì ïîäàþòñÿ â òîïî÷íóþ êàìåðó. Ïðè ýòîì óñëîâèÿ ââîäà ðàíüøå áûëè ðàçëè÷íûìè.  íå- êîòîðûõ ñëó÷àÿõ ãàçû ïîäàâàëèñü ÷åðåç êàíàëû â ïîäó òîïêè (êîòåë ÒÃÌÏ-314), ÷åðåç øëèöû ïîä ãîðåëêàìè (ÒÃÌÏ-114), ÷åðåç êîëüöåâîé êàíàë âîêðóã ãîðåëêè èëè â âîçäóõîâîä (ÒÃÌÏ-324). Ïðè ïîäà÷å ãàçîâ ðåöèðêóëÿöèè ñ òåìïåðàòóðîé 300–340 �Ñ â ÿäðî ôàêåëà â êî- ëè÷åñòâå 20 % îò îáúåìà âîçäóõà, ïîñòóïàþùåãî íà ãîðåíèå, ìàêñèìàëüíàÿ òåìïåðàòóðà ôàêåëà ñíèæàåòñÿ îáû÷íî íà 393–403 �Ñ, à ýòî ïîçâî- ëÿåò ñíèçèòü âûõîä NOx íà 40–50 % [2]. Íà Êèåâñêîé ÒÝÖ-5 áûëè ïðîâåäåíû êîì- ïëåêñíûå èññëåäîâàíèÿ ïî ïÿòè êîìïîíåíòàì: SO2, NOx, ñàæå, CÎ, êàíöåðîãåííûì ñîåäèíå- íèÿì âðåäíûõ âûáðîñîâ êîòëà ÒÃÌÏ-314À ïðî- èçâîäèòåëüíîñòüþ 950 ò/÷ ïàðà (ýíåðãîáëîê 250/300 ÌÂò) — ïðè ñæèãàíèè âûñîêîñåðíèñ- òîãî ìàçóòà (Sp = 2,4 %) â çàâèñèìîñòè îò ðå- æèìíûõ è êîíñòðóêòèâíûõ õàðàêòåðèñòèê â îáû÷íûõ ýêñïëóàòàöèîííûõ óñëîâèÿõ ðàáîòû, è ïî óðîâíþ òîêñè÷íîñòè äûìîâûõ ãàçîâ, ñîçäà- âàåìîìó êàæäûì èç ýòèõ âåùåñòâ (òàáë.1). Ñóììàðíûé óðîâåíü òîêñè÷íîñòè äûìîâûõ ãà- çîâ êîòëà, îïðåäåëÿåìûé êàê ñóììà îòíîøåíèé êîíöåíòðàöèè äàííîãî âåùåñòâà â äûìîâûõ ãà- çàõ ê ïðåäåëüíî äîïóñòèìîé ìàêñèìàëüíî-ðàçî- âîé êîíöåíòðàöèè â àòìîñôåðíîì âîçäóõå íàñå- ëåííûõ ìåñò (ÏÄÊÌ.Ð), ñîñòàâëÿåò 16000– 18000, à ãëàâíûìè êîìïîíåíòàìè, îïðåäåëÿþ- ùèìè âðåäíîñòü âûáðîñîâ ïðè ñæèãàíèè âûñî- êîñåðíèñòîãî ìàçóòà, ÿâëÿþòñÿ äèîêñèä ñåðû è îêñèäû àçîòà. Ñ öåëüþ óñèëåíèÿ âëèÿíèÿ ðåöèðêóëÿöèîí- íûõ ãàçîâ íà çîíó ãîðåíèÿ ïðîèçâåäåíà ðåêîí- ñòðóêöèÿ ãîðåëîê: êîëüöåâàÿ êîíè÷åñêàÿ íàñàä- êà, îòäåëÿþùàÿ ïîòîê ðåöèðêóëÿöèîííûõ ãàçîâ îò òîïëèâíî-âîçäóøíîé ñìåñè, áûëà óêîðî÷åíà. Ïðè ýòîì ðåöèðêóëÿöèîííûå äûìîâûå ãàçû ñìåøèâàþòñÿ ñ äóòüåâûì âîçäóõîì è ïîïàäàþò íåïîñðåäñòâåííî â çîíó ãîðåíèÿ, áîëåå èíòåí- ñèâíî îõëàæäàÿ åå. Ïðè ðàáîòå êîòëà ñ ðåêîí- ñòðóèðîâàííûìè ãîðåëêàìè îòìå÷åíî áîëåå ýô- ôåêòèâíîå ñíèæåíèå NOx ïðè óâåëè÷åíèè ñòå- ïåíè ðåöèðêóëÿöèè äûìîâûõ ãàçîâ. Ïîâûøåíèå ñòåïåíè ðåöèðêóëÿöèè îò 5 äî 24 % ñíèæàåò ñî- äåðæàíèå NOx â äûìîâûõ ãàçàõ íà 57 %, òî åñòü êàæäûé 1 % ïîâûøåíèÿ ñòåïåíè ðåöèðêó- ëÿöèè ñíèæàåò âûõîä NOx íà 2,5–3,0 %.  òàáë.2 ïîêàçàíî âëèÿíèå êîýôôèöèåíòà ðàñõîäà âîçäóõà (�) è ñòåïåíè ðåöèðêóëÿöèè äûìîâûõ ãàçîâ (r) íà óðîâåíü òîêñè÷íîñòè äû- ìîâûõ ãàçîâ êîòëà ÒÃÌÏ-314À ïðè ñæèãàíèè ìà- çóòà ïðè ðàçíûõ ñõåìàõ ââîäà ðåöèðêóëÿöèîí- íûõ ãàçîâ. Óâåëè÷åíèå âûáðîñà ñàæè ïðè ïîâû- øåíèè ñòåïåíè ðåöèðêóëÿöèè íåñóùåñòâåííî, à â íåêîòîðûõ ñëó÷àÿõ êîíöåíòðàöèÿ Ñ, ÑÎ è Ñ20Í12 äàæå ñíèæàåòñÿ çà ñ÷åò óâåëè÷åíèÿ êîí- öåíòðàöèè ðàäèêàëîâ Í è ÎÍ â çîíå ãîðåíèÿ [2]. Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2010. ¹ 1 49 Òàáëèöà 1. Óðîâåíü òîêñè÷íîñòè (Ãóñë = Ñ/ÏÄÊÌ.Ð) äûìîâûõ ãàçîâ êîòëà ÒÃÌÏ-314À ïðè ñæèãà- íèè ìàçóòà Ïîêàçàòåëü SO2 NOx Ñàæà CÎ ÊÑ Ññð*, ìã/ì3 4000 600–700 75–150 0–500 (2–3).10–4 ÏÄÊ â âîç- äóõå, ìã/ì3 0,5 0,085 0,15 5,0 10–6 Ãóñë 8000 7000–8000 500–1000 100 200–300 * Ñðåäíèå êîíöåíòðàöèè êîìïîíåíòîâ â äûìîâûõ ãàçàõ. ÊÑ — êàíöåðîãåííûå ñîåäèíåíèÿ. Òàáëèöà 2. Óðîâåíü òîêñè÷íîñòè äûìîâûõ ãà- çîâ êîòëà ÒÃÌÏ-314À ïðè ñæèãàíèè ìàçóòà � r, % Óðîâåíü òîêñè÷íîñòè Ãóñë SO2 NOx ñàæà ÑÎ Ñ20Í12 ñóììà Ïî êîëüöåâîìó êàíàëó âîêðóã ãîðåëêè 1,03 0 8000 7000 800 200 350 16350 1,06 0 8000 8900 200 0 100 17200 1,09 0 8000 10000 – – – 18000 Íåïîñðåäñòâåííî â ãîðåëêó 1,03 24 8000 3050 1000 200 350 12600 1,06 24 8000 3900 250 0 100 12250 1,09 24 8000 4350 100 – – 12450 Òàêèì îáðàçîì, ðåöèðêóëÿöèÿ äûìîâûõ ãà- çîâ â òîïêó â ñî÷åòàíèè ñ ðàöèîíàëüíîé ñõåìîé ââîäà ãàçîâ â çîíó ãîðåíèÿ ÿâëÿåòñÿ ýôôåêòèâ- íûì ñïîñîáîì ñíèæåíèÿ êîíöåíòðàöèè NOx è ñóììàðíîãî óðîâíÿ òîêñè÷íîñòè ïðîäóêòîâ ñãî- ðàíèÿ òîïëèâà. Äëÿ ìàëûõ êîòëîâ, ãäå ðåöèðêóëÿöèîííûé äûìîñîñ îòñóòñòâóåò, îïðîáîâàíà è ïîëó÷èëà ïîëîæèòåëüíóþ îöåíêó ñèñòåìà ðåöèðêóëÿöèè ãàçîâ âñëåäñòâèå ïîäà÷è èõ íà âñàñûâàþùèé ïàòðóáîê äóòüåâîãî âåíòèëÿòîðà (ðèñ.1,á) [10]. Ðåöèðêóëÿöèÿ ïðîäóêòîâ ñãîðàíèÿ (â äóòü- åâîé âîçäóõ èëè â ãîðåëêó) ìîæåò ýôôåêòèâíî ïðèìåíÿòüñÿ ïðè ñæèãàíèè ãàçà, ìàçóòà è ñ íå- êîòîðûìè îñîáåííîñòÿìè óãëÿ. Ýôôåêòèâíîñòü ðåöèðêóëÿöèè òåì áîëüøå, ÷åì âûøå òåìïåðà- òóðà â çîíå ãîðåíèè. Îíà ñíèæàåòñÿ ïðè: à) óìåíüøåíèè íàãðóçêè êîòëà; á) óâåëè÷åíèè êî- ýôôèöèåíòà èçáûòêà âîçäóõà; â) óìåíüøåíèè òåìïåðàòóðû ãîðåíèÿ òîïëèâà. Ìàêñèìàëüíàÿ ýôôåêòèâíîñòü ðåöèðêóëÿöèè èìååò ìåñòî ïðè ñæèãàíèè ïðèðîäíîãî ãàçà ïðè ìàê- ñèìàëüíîé íàãðóçêå òîïî÷íîé êàìåðû è ìàëûõ çíà÷åíèÿõ �. Äëÿ ïðîâåðêè âëèÿíèÿ ðåöèðêó- ëÿöèè äûìîâûõ ãàçîâ â äóòüåâîé âîçäóõ íà ÊÏÄ êîòëîâ áûë âûáðàí êîòåë ÊÂÃÌ-180, óñòàíîâëåííûé íà ÒÝÖ â «Êèåâýíåðãî». Èç òàáë.3 âèä- íî, ÷òî ñíèæåíèå ÊÏÄ ñðàâíèòåëüíî íåáîëüøîå (0,6–0,8 %) è â òî æå âðåìÿ èìåííî ïðè ìàêñèìàëüíîé íà- ãðóçêå êîòëîâ ýíåðãîáëîêîâ ðåöèðêó- ëÿöèþ îáû÷íî ñíèæàþò äî 2–3 % íà ãàçå è 8–10 % íà ìàçóòå, ãëàâíûì îá- ðàçîì, èç-çà ïåðåãðóçêè òÿãîäóòüå- âûõ óñòðîéñòâ. Ýòî ïðèâîäèò ê ðîñòó âûáðîñà NOõ íà ìàêñèìàëüíîé íà- ãðóçêå. Ïîýòîìó âàæíûì ÿâëÿåòñÿ ïîèñê ìåòîäîâ óâåëè÷åíèÿ âîçäåéñò- âèÿ ãàçîâ ðåöèðêóëÿöèè íà îáðàçîâàíèå è âû- áðîñ NOõ, ÷òîáû áûëà âîçìîæíîñòü ñóùåñòâåí- íî ñíèçèòü èõ ïðè ñðàâíèòåëüíî íåáîëüøèõ êî- ëè÷åñòâàõ ãàçîâ ðåöèðêóëÿöèè. Èññëåäîâàíèÿ îáðàçîâàíèÿ NO â òóðáó- ëåíòíîì ôàêåëå [12] ïîêàçàëè, ÷òî ïðè äëèíå òóðáóëåíòíîãî ôàêåëà ãàçîãîðåëî÷íûõ óñò- ðîéñòâ �Lô = 10 (�Lô = Lô/D, ãäå D — äèà- ìåòð àìáðàçóðû ãîðåëêè) îáðàçîâàíèå NOõ ôàêòè÷åñêè çàêàí÷èâàåòñÿ íà äëèíå �Lô = (2,5– 3,0) [2] äëÿ ïðÿìîòî÷íîãî ôàêåëà, à ó âèõðåâî- ãî ñäâèãàåòñÿ ê óñòüþ ãîðåëêè: �Lô � 2,7 sin , (1) ãäå — óãîë ïîäúåìà ôàêåëà ïî ñïèðàëè. Ïîýòîìó ñóùåñòâåííîå ñíèæåíèå âûõîäà NOõ áóäåò èìåòü ìåñòî ïðè âëèÿíèè áàëëàñòà íà âåùåñòâà, âñòóïàþùèå â ðåàêöèþ íà íà÷àëü- íîì ó÷àñòêå ôàêåëà. Äåéñòâèòåëüíî, ïðè ïîäà÷å ãàçîâ ðåöèðêóëÿöèè â ïðèðîäíûé ãàç ñíèæåíèå âûõîäà NOõ íà 1 % ãàçîâ ðåöèðêóëÿöèè (À) ñî- 50 Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2010. ¹ 1 Òàáëèöà 3. Çàâèñèìîñòü âûõîäà NOõ è ÊÏÄ êîòëà ÊÂÃÌ-180 îò ñòåïåíè ðåöèðêóëÿöèè äûìîâûõ ãàçîâ Íàèìåíîâàíèå Íàãðóçêà 92–96 % Íàãðóçêà 63 % áåç ðåöèð êóëÿöèè ñ ðåöèðêó- ëÿöèåé ñ ðåöèðêó- ëÿöèåé áåç ðåöèð êóëÿöèè ñ ðåöèðêó- ëÿöèåé ñ ðåöèðêó- ëÿöèåé Òåïëîïðîèçâîäèòåëüíîñòü, Ãêàë/÷ 165,9 168,7 173,5 112,7 112,7 112,7 Ñòåïåíü ðåöèðêóëÿöèè, % 0 30 50 0 20 30 Òåìïåðàòóðà óõîäÿùèõ ãàçîâ, �Ñ 164 180 181 117 130 150 Êîýôôèöèåíò èçáûòêà âîçäóõà â óõîäÿùèõ ãàçàõ 1,35 1,35 1,33 1,23 1,24 1,21 Ïîòåðè òåïëà ñ óõîäÿùèìè ãàçàìè, % 8,22 9,00 8,92 5,22 5,86 5,93 Êîíöåíòðàöèÿ NOx, ïðèâåäåííàÿ ê � = 1, ìã/ì3 330 110 100 120 55 45 Ñíèæåíèå NOx, % 0 67 70 0 54 62 ÊÏÄ êîòëà áðóòòî, % 91,78 91,00 91,08 94,78 94,14 94,07 Ïîòåðè ÊÏÄ êîòëà èç-çà ðåöèðêóëÿöèè, % 0 0,78 0,70 0 0,64 0,71 Ðèñ.1. Ñõåìà ïîäà÷è ðåöèðêóëÿöèîííûõ ãàçîâ â äóòüåâîé âîçäóõ ñ ïîìîùüþ ðå- öèðêóëÿöèîííîãî äûìîñîñà (à) è ñàìîðåãóëÿöèåé (á): 1 — âîçäóõ; 2 — ñìåñü âîçäóõà è äûìîâûõ ãàçîâ; 3 — ãîðåëî÷íîå óñòðîéñòâî; 4 — äûìîñîñ; 5 — âåíòè- ëÿòîð; 6 — äûìîâûå ãàçû; 7 — ðåöèðêóëÿöèîííûé äûìîñîñ; 8 — øèáåð. ñòàâëÿåò 4,5–6 %, ÷òî ïðèìåðíî â 2 ðàçà âûøå, ÷åì ïðè ïîäà÷å ãàçîâ ðåöèðêóëÿöèè â äóòüåâîé âîçäóõ (òàáë.4), õîòÿ çíà÷èòåëüíàÿ ÷àñòü âîçäó- õà ó÷àñòâóåò â ðåàêöèÿõ äî çîíû ìàêñèìàëüíûõ òåìïåðàòóð. Çäåñü À õàðàêòåðèçóåò óñðåäíåííîå óäåëü- íîå ñíèæåíèå (% íà 1 % r) ïðè ðåöèðêóëÿöèè ïðîäóêòîâ ñãîðàíèÿ: À = (NOx – NOx �) . 100/(r NOx), (2) ãäå NOx, NOx � — ñîîòâåòñòâåííî êîíöåíòðàöèÿ NO + NO2 áåç ðåöèðêóëÿöèè è ñ ðåöèðêóëÿöè- åé; r — ñòåïåíü ðåöèðêóëÿöèè, %.  ðàáîòå [13] âïåðâûå áûëà ïðåäëîæåíà è èññëåäîâàíà ïîäà÷à ãàçîâ ðåöèðêóëÿöèè â ïðè- ðîäíûé ãàç è ïîêàçàíà ýôôåêòèâíîñòü ýòîãî ìå- òîäà.  1999–2000 ãã. Èíñòèòóòîì ãàçà âïåðâûå ðàçðàáîòàíî, èçãîòîâëåíî è ââåäåíî â ýêñïëóà- òàöèþ íà Ñåâåðî-Äîíåöêîé ÒÝÖ ìîùíîå ãàçîãî- ðåëî÷íîå óñòðîéñòâî êîòëà ïðîèçâîäèòåëüíî- ñòüþ ïî ïàðó 100 ò/÷, â êîòîðîì îñóùåñòâëåíî ïðåäâàðèòåëüíîå ñìåøåíèå ãàçîâ ðåöèðêóëÿöèè ñ ïðèðîäíûì ãàçîì äî íà÷àëà ãîðåíèÿ. Èñïûòà- íèå ãîðåëî÷íîãî óñòðîéñòâà â äåéñòâóþùåì êîò- ëå ïîäòâåðäèëî ïðåäâàðèòåëüíûå äàííûå àâòî- ðîâ î ðåçêîì ïîâûøåíèè ýôôåêòèâíîñòè ðåöèð- êóëÿöèè ïðè ïðåäâàðèòåëüíîì ïåðåìåøèâàíèè ãàçîâ ðåöèðêóëÿöèè ïðîäóêòîâ ñãîðàíèÿ ñ òîï- ëèâîì (ïðèðîäíûì ãàçîì), à íå ñ îêèñëèòåëåì (âîçäóõîì), ÷òî â ïåðâîì ïðèáëèæåíèè ìîæíî îáúÿñíèòü òåì, ÷òî äî çîíû îáðàçîâàíèÿ NOõ ðåàãèðóåò âñå òîïëèâî, îäíàêî íå âåñü âîçäóõ, à ëèøü åãî ÷àñòü [13]. Åñëè ïðèíÿòü äî çíà÷åíèé r = 10 % ëèíåé- íóþ çàâèñèìîñòü NOx îò r, òî ïî ýôôåêòèâíî- ñòè ýòè ñïîñîáû ìîãóò áûòü ðàñïîëîæåíû â ïî- ñëåäîâàòåëüíîñòè, ïðåäñòàâëåííîé â òàáë.4. Âòîðûì ìåòîäîì ïîâûøåíèÿ ýôôåêòèâíî- ñòè âîçäåéñòâèÿ ãàçîâ ðåöèðêóëÿöèè íà îáðàçî- âàíèå NOõ, êîòîðîå èññëåäîâàíî Èíñòèòóòîì ãàçà ÍÀÍ Óêðàèíû [13], Ìîñêîâñêèì ýíåðãåòè- ÷åñêèì èíñòèòóòîì [14], ÿâëÿåòñÿ ïåðåðàñïðåäå- ëåíèå ãàçîâ ðåöèðêóëÿöèè ñ óâåëè÷åíèåì èõ äî- ëè íà öåíòðàëüíûå ãîðåëêè. Íà ýíåðãîáëîêàõ ìîùíîñòüþ 200 è 300 ÌÂò èññëåäîâàëàñü èí- òåíñèôèêàöèÿ ðåöèðêóëÿöèè äûìîâûõ ãàçîâ âñëåäñòâèå ïîâûøåíèÿ âîçäåéñòâèÿ ãàçîâ ðå- öèðêóëÿöèè íà öåíòðàëüíûå çîíû òîïî÷íîé êà- ìåðû (ðèñ.2) [13]. Òîïêà êîòëà ÒÃÌÏ-314À îáîðóäîâàíà 16 ãîðåëêàìè, ðàçìåùåííûìè íà ôðîíòàëüíîé è çàäíåé ñòåíàõ â äâà ÿðóñà (ïî 8 øò.). Ïðè ðàâ- íîìåðíîé ðàçäà÷å ãàçîâ ðåöèðêóëÿöèè ïî âñåì 16 ãîðåëêàì rêð/rö = 1, íå èçìåíÿÿ îáùåãî ðàñ- õîäà ãàçîâ ðåöèðêóëÿöèè, óâåëè÷èâàëè èõ ïî- äà÷ó íà öåíòðàëüíûå 8 ãîðåëîê, ñîîòâåòñòâåííî ñíèæàÿ ðàñõîä íà êðàéíèå. Ïðè ñîîòíîøåíèè ðàñõîäà ãàçîâ ðåöèðêóëÿöèè rêð/rö = 0,2 âûõîä NOõ ñíèæàëñÿ íà 27 %, à òåìïåðàòóðà ïåðåãðå- âà ïàðà îñòàâàëàñü â äîïóñòèìîì äèàïàçîíå (Tïåð = 555–560 �Ñ). Ïðè äàëüíåéøåì óâåëè÷å- íèè ðàñõîäà ãàçîâ ðåöèðêóëÿöèè íà öåíòðàëü- íûå ãîðåëêè rêð/rö < 0,2 âûõîä NOõ íå óìåíü- øàëñÿ, êðîìå òîãî, â ðåçóëüòàòå çíà÷èòåëüíîãî îõëàæäåíèÿ öåíòðàëüíîé ÷àñòè òîïî÷íîé êàìå- ðû â äûìîâûõ ãàçàõ ïîÿâèëèñü ïðîäóêòû íå- ïîëíîãî ñãîðàíèÿ. Ïðè çàäàííîé ñòåïåíè ðåöèðêóëÿöèè äûìî- âûõ ãàçîâ ïîâûøåíèå èõ ïîäà÷è íà öåíòðàëü- íûå ãîðåëêè (rö) è ñîîòâåòñòâóþùåå ñíèæåíèå ïîäà÷è íà êðàéíèå äî îòíîøåíèÿ rêð/rö = 0,2 óìåíüøàåò âûõîä NOõ íà 25–30 % ïî ñðàâíå- íèþ ñ ðàâíîìåðíîé ïîäà÷åé ãàçîâ ðåöèðêóëÿ- öèè íà âñå ãîðåëêè. Âûâîäû Ýôôåêòèâíîñòü âëèÿíèÿ ðåöèðêóëÿöèè íà îáðàçîâàíèå NOõ òåì áîëüøå, ÷åì âûøå òåìïå- ðàòóðà â çîíå ãîðåíèÿ. Îíà ñíèæàåòñÿ ïðè: à) óìåíüøåíèè íàãðóçêè êîòëà; á) óâåëè÷åíèè êî- ýôôèöèåíòà èçáûòêà âîçäóõà; â) óìåíüøåíèè òåìïåðàòóðû ãîðåíèÿ òîïëèâà. Ïåðñïåêòèâíûìè ìåòîäàìè ïîâûøåíèÿ ýô- ôåêòèâíîñòè ñíèæåíèÿ îáðàçîâàíèÿ NOx ïðè ñæèãàíèè òîïëèâà â êîòëàõ ýëåêòðîñòàíöèé, ïðè êîòîðûõ âîçìîæíî îáåñïå÷èòü ñíèæåíèå NOõ íà 60–70 %, ÿâëÿþòñÿ: à) ïîäà÷à ãàçîâ ðå- Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2010. ¹ 1 51 Òàáëèöà 4. Ñðàâíåíèå ñïîñîáîâ ïîäà÷è ãàçîâ ðåöèðêóëÿöèè â òîïêó Ñïîñîá ïîäà÷è ãàçîâ ðåöèðêóëÿöèè â òîïêó À, %  òîïëèâî 4,5–6,0  ïåðâè÷íûé âîçäóõ 3,0–3,5  îáùèé êàíàë äóòüåâîãî âîçäóõà 2,5–3,0 Ïî êîëüöåâîìó êàíàëó âîêðóã ãîðåëêè 1,2–1,5 ×åðåç øëèöû íàïðîòèâ íèæíåãî ÿðóñà ãîðåëîê 1,0 ×åðåç øëèöû ïîä ãîðåëêàìè 0,8–1,0 ×åðåç øëèöû â ïîäó òîïêè 0,2 Ðèñ.2. Ñíèæåíèå êîíöåíòðàöèè NOx â ïðîäóêòàõ ñãîðàíèÿ ïðè íåðàâíîìåðíîé ïîäà÷å ãàçîâ ðåöèðêóëÿöèè â öåíòðàëü- íûå rö è êðàéíèå rêð ãîðåëêè. öèðêóëÿöèè â òîïëèâî (ïðè ñæèãàíèè ïðèðîä- íîãî ãàçà); á) óñèëåíèå âîçäåéñòâèÿ ãàçîâ ðå- öèðêóëÿöèè óâåëè÷åíèåì èõ äîëè íà öåíòðàëü- íûå ãîðåëêè è ñîîòâåòñòâóþùèì ñíèæåíèåì íà êðàéíèå, ÷òî ñïîñîáñòâóåò ñíèæåíèþ ïèêà òåì- ïåðàòóð â öåíòðàëüíîé çîíå òîïî÷íîé êàìåðû (ïðè ñæèãàíèè ïðèðîäíîãî ãàçà è ìàçóòà). Ïðè ñæèãàíèè óãëåé 30–40 %-ãî ñíèæåíèÿ îáðàçîâàíèÿ NOõ ñëåäóåò äîáèâàòüñÿ ìåòîäàìè ñòóïåí÷àòîãî ñæèãàíèÿ, êîòîðûå äëÿ ðàçíîãî âèäà óãëåé, òîïîê, êîëè÷åñòâà è ðàñïîëîæåíèÿ ãîðåëîê ìîãóò ñóùåñòâåííî ðàçëè÷àòüñÿ. Ñïèñîê ëèòåðàòóðû 1. Âàðíàòö Þ., Ìààñ Ó., Äèááë Ð. Ãîðåíèå. Ôèçè÷å- ñêèå è õèìè÷åñêèå àñïåêòû, ìîäåëèðîâàíèå, ýêñ- ïåðèìåíòû, îáðàçîâàíèå çàãðÿçíÿþùèõ âåùåñòâ. — Ì. : Ôèçìàòëèò, 2003. — 351 c. 2. Ñèãàë È.ß. Çàùèòà âîçäóøíîãî áàññåéíà ïðè ñæè- ãàíèè òîïëèâà. — Ë. : Íåäðà, 1988. — 313 ñ. 3. Ñèãàë È.ß., Äóáîøèé À.Í., Ñìèõóëà À.Â. Ñíèæå- íèå âûáðîñà îêñèäîâ àçîòà êîòëàìè ýëåêòðîñòàí- öèé // Ýíåðãåòèêà è ýëåêòðèôèêàöèÿ. — 2005. — ¹ 1. — Ñ. 31–35. 4. Ãëåáîâ Â.Ï., Ìîòèí Ã.È., Ñèãàë È.ß. è äð. Îêèñ- ëû àçîòà â äûìîâûõ ãàçàõ ïðè öèêëîííîì è ãîðå- ëî÷íîì ñæèãàíèè âûñîêîñåðíèñòîãî ìàçóòà // Òåïëîýíåðãåòèêà. — 1972. — ¹ 10. — Ñ. 5–7. 5. Ñèãàë È.ß. Îêñèäû àçîòà â ïðîäóêòàõ ñãîðàíèÿ òî- ïëèâà è â àòìîñôåðíîì âîçäóõå // Õèì. òåõíîëî- ãèÿ. — 1985. — ¹ 5. — Ñ. 54–56. 6. Òàãåð Ñ.À., Êàëìàðó À.Ì., Êóçíåöîâ Í.È. Îáðàçî- âàíèå îêèñëîâ àçîòà â ãàçîìàçóòíîì êîòëîàãðåãàòå ÒÃÌÏ-324 // Òåïëîýíåðãåòèêà. — 1973. — ¹ 10. — Ñ. 42–46. 7. Rawdon A.H., Sadowski R.S. An experimental corre- lation of oxides of emissions from power boilers based on field data // Trans. of the ASME. — 1973. — ¹ 3. — P. 32–39. 8. Êðûæàíîâñêèé Â.Í., Êîñèíîâ Î.È., Ãóðåâè÷ Í.À., Ñèãàë È.ß. Âëèÿíèå ñïîñîáà ñæèãàíèÿ ãàçîîáðàç- íîãî òîïëèâà íà îáðàçîâàíèå îêèñè àçîòà // Ãà- çîâ. ïðîì-ñòü. — 1974. — ¹ 11. — Ñ. 53–54. 9. Çàëîãèí Í.Ã., Êðîïï Ë.È., Êîñòðèêèíà Þ.Ì. è äð. Ýíåðãåòèêà è îõðàíà îêðóæàþùåé ñðåäû. — Ì. : Ýíåðãèÿ, 1979. — 351 ñ. 10. ѳãàë ².ß., Íèæíèê Ñ.Ñ. Çìåíøåííÿ óòâîðåííÿ îêñèä³â àçîòó ðåöèðêóëÿö³ºþ ïðîäóêò³â çãîðÿííÿ // Öóêîð Óêðà¿íè. — 1994. — ¹ 3. — Ñ. 14–16. 11. Ãîðáàíåíêî À.Ä., Öèðóëüíèêîâ Ë.Ì., Êðàñíîñå- ëîâ Ã.Ê. Î ìåõàíè÷åñêîì íåäîæîãå æèäêîãî òîï- ëèâà â òîïî÷íûõ êàìåðàõ // Ýëåêòð. ñòàíöèè. — 1964. — ¹ 10. — Ñ. 19–21. 12. Ñèãàë È.ß., Ãóðåâè÷ Í.À. Çàêîíîìåðíîñòè ãîðå- íèÿ â çàêðó÷åííîì ïîòîêå è äëèíà ôàêåëà âèõðå- âûõ ãàçîâûõ ãîðåëîê // Ãàçîâ. ïðîì-ñòü. — 1968. — ¹ 5. — Ñ. 35–37. 13. Ñèãàë È.ß., Äóáîøèé À.Í. Èíòåíñèôèêàöèÿ ìå- òîäîâ ñíèæåíèÿ îáðàçîâàíèÿ îêèñëîâ àçîòà â êîòëàõ // Õèìè÷åñêàÿ ôèçèêà ïðîöåññîâ ãîðå- íèÿ è âçðûâà. Ïðîáëåìû òåïëîýíåðãåòèêè : Ìà- òåðèàëû VIII Âñåñîþç. ñèìïîç. ïî ãîðåíèþ è âçðûâó, ×åðíîãîëîâêà, 1986 ã. — ×åðíîãîëîâêà, 1986. — Ñ. 52–55. 14. Ðîñëÿêîâ Ï.Â, Åãîðîâà Ë.Å, Èîííèí È.Ë. Òåõíî- ëîãè÷åñêèå ìåðîïðèÿòèÿ ïî ñíèæåíèþ âðåäíûõ âûáðîñîâ ÒÝÑ â àòìîñôåðó. — Ì. : ÌÝÈ, 2001. — 50 ñ. 52 Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2010. ¹ 1 Ïîñòóïèëà â ðåäàêöèþ 25.09.09 The Efficiency Increase of Smoked Gases Recirculation Influence on Nitrogen Oxides Emission from Power Plant Boilers Reduction Sigal I.Ya.1, Duboshiy A.N.1, Sigal O.I.2, Smikhula A.V.1 1 The Gas Institute of NASU, Kiev 2 Institute of Engineering Thermophysics of NASU, Kiev The investigation of smoked gases recirculation efficiency influence on nitrogen oxides emission from power plant boilers is conducted. The main effective methods of of smoked recirculation gases injection into the furnace of power plant boilers are determined. It is established that the most effective method of smoked recirculation gases effect on nitro- gen oxides formation increase is the gases injection into fuel gas (by natural gas combus- tion) and the gases redistribution with they part on central burners increase. Key words: power plant boilers, nitrogen oxides, smoked gases recirculation. Received September 25, 2009