Анотація до роботи:

Побіровський Ю.М. Ефективність топкового режиму енергетичних котлів при висококонцентрованій пилоподачі низькореакційного вугілля. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.14.14. - Теплові і ядерні енергоустановки. - Національний технічний університет України “КПІ”, Міністерство освіти і науки України, Київ, 2003.

Дисертація присвячена дослідженню ефективності топкового режиму енергетичних котлів обладнаних висококонцентрованою пилоподачею під тиском (ПВК_т) на пальники при спалюванні низькореакційного вугілля погіршеної якості. Приведено результати порівняльних випробувань котлів ТПП-210А з подачею пилу високої концентрації і традиційною системою пилоподачі (ТСП). Розглянуто основні фактори та вплив їх на топковий режим котла при двох технологіях пилоподачі: якість та підготовка твердого палива; повітряний режим; робота пиловугільних пальників; рівномірність подачи палива на пальники; підсвічування високореакційним паливом. Приведено результати досліджень паливного, повітряного та температурного режимів топки при ПВК_т і ТСП. Особливо виділена роль первинного повітря та транспортуючого повітря ПВК_т по впливу на топковий процес, на економічні показники котла. Дано результати екологічних досліджень котла ТПП-210А. Встановлено основні фактори, що можуть впливати на утворення NO_x при ПВК_т. Запропоновано загальні рекомендації по веденню топкового режиму і зниженню викидів NO_x котлами ТПП-210А в умовах ПВК_т.

У дисертаційні роботі наведено нове рішення наукової проблеми, яка полягає в підвищенні ефективності топкового режиму енергетичних котлів при висококонцентрованій пилоподачі низькореакційного вугілля на пальники в умовах спалювання погіршеної якості палива. Вирішення проблеми полягає в пошуку чинників, які впливають на топковий режим котлів, обладнаних ПВК_т, та розробці рекомендацій по оптимальному веденню їх режимів та зниженню викиду оксидів азоту.

Основні результати та висновки, отримані за результатами проведеної роботи:

1. Спалювання низькоякісного вугілля на електростанціях України призводить до зниження економічних і екологічних показників енергетичного устаткування. Зважаючи на те, що в даний час велика частина ТЕС відпрацювала свій ресурс, основним завданням енергетики є реконструкція і модернізація устаткування при застосуванні маловитратних ефективних технологій спалювання непроектного низькореакційного вугілля.

2. Аналіз існуючих систем пилоподачі показує, що однією з ефективних технологій, яка дозволяє усунути недоліки традиційної системи пилоподачі, є подача пилу з високою концентрацією під тиском на пальники котла. Розроблена НТУУ «КПІ» технологічна схема ПВК_т для котла ТПП-210А, що спалює АШ погіршеної якості та шлами, є позитивним результатом використання ПВК для котлів із рідким шлаковидаленням.

3. Вперше виконано дослідження топкового режиму котла ТПП-210А, обладнаного ПВК_т. Виявлено вплив основних чинників, що визначають топковий режим котла: якості і підготовки палива, повітряного режиму, роботи пальникових пристроїв, підсвічування пиловугільного факелу.

4. Порівняльний аналіз золи і шлаку котлів ТПП-210А при різних технологіях пилоподачі показав, що при ТСП має місце сепарація пилу на під топки; у котлів з ПВК_т і ТСП різний фракційний склад золи; у котла з ПВК_т золошлакові відкладення на поверхні ШПП більш пухкі, ніж у ТСП (котел обладнаний ПВК_т виводився на розшлаковку рідше).

5. З досліджень повітряного режиму котлів установлено, що при ПВК_т є регулювальний запас по витраті первинного повітря, що важливо для оптимізації аеродинаміки пиловугільних пальників. У номінальному режимі рекомендується робота котла, обладнаного ПВК_т, при навантаженні ВГД, зниженому на 30%.

6. Висококонцентрована пилоподача на котлі ТПП-210А дозволила забезпечити рівномірність подачі пилу, зниження коливань витрат палива і повітря на пальники, що позитивно позначилося на топковому процесі в цілому.

7. Визначено роль транспортуючого повітря ПВК_т як чинника, що робить істотний вплив (за рахунок зміни поля концентрацій і більш раннього запалювання вугільного пилу) на роботу пальника та умови рідкого шлаковидалення. Рекомендується робота котла при мінімальному значенні витрати транспортуючого повітря (не нижче 20 кг/год).

8. Використання ПВК_т на котлі ТПП-210А підвищило ефективність роботи пиловугільних пальників. Як показали дослідження, за умовою забезпечення сталості горіння і надійного шлаковидалення при номінальному навантаженні котел може працювати при зниженій на 1-1,5 т/год витраті мазуту, що дозволяє отримати значну економію.

9. Переведення котла ТПП-210А, що спалює АШ і шлами, на висококонцентровану пилоподачу дозволило підвищити h^бр на 0,4-1,0% за рахунок зниження втрат тепла з механічним і хімічним недопалом (N_е = 225-300 МВт).

10. Схема ПВК_т для котла ТПП-210А відповідає технологічним умовам по зниженню викидів NO_х в атмосферу. Використання технології ПВК_т зменшило викиди оксидів азоту на 20-21% у порівнянні з ТСП без порушення топкового режиму котла.

11. Одним із додаткових чинників, властивих ПВК під тиском, який визначає утворення NO_х, є транспортуюче повітря. Зниження витрати G^п_тр на 30% від максимального (при номінальному навантаженні котла) зменшило викиди NO_х на 19% в порівнянні з вихіднім режимом та на 40% - з ТСП.

12. Схема ПВК_т, що розроблена на кафедрі ТЕУ Т та АЕС НТТУ «КПІ», має великі можливості по впливу на режим роботи котла, удосконаленню роботи пиловугільних пальників і топкового режиму, підвищенню економічних і екологічних показників котлів, що спалюють низькореакційні палива типу АШ і шламів. Багаторічний досвід використання системи ПВК_т на котлах Трипільскої ТЕС дозволяє рекомендувати її для впровадження на аналогічних котлах електростанцій України.

Публікації автора:

1. Кесова Л.А., Хоанг Тьен Зунг, Побировский Ю.Н. Контроль расхода угольной пыли в горелках котла, оборудованного системой пылеподачи с высокой концентрацией// Промышленная теплоэнергетика.- 1996.-т.18.- №4.-С.44-48.

2. Кесова Л.О., Черезов М.М., Георгієв О.В., Побіровський Ю.М. Розробка та дослідження технологічної схеми та автоматичної системи керування пилоподачею з високою концентрацією для котлів на низькореакційних паливах.// Наукові вісті НТТУ "Київський політехнічний інститут", серія Теплоенергетика.- 1997.- С. 61-63.

3. Освоение технологии подачи угольной пыли с высокой концентрацией для котлов, сжигающих АШ./ Довготелес Г.А., Котельников Н.И., Хайрулин Ф.С., Салимон М.П., Кесова Л.А., Черезов Н.Н., Побировский Ю.Н.// Энергетика и электрификация.- 1999.-№3.- С.12-15.

4. Кесова Л.О., Побіровський Ю.М. Технологія подачи пилу з високою концентрацією як засіб покращання екологічних показників котлів, що спалюють АШ та шлами// Енергетика: економіка, технології, екологія.- НТТУ "Київський політехнічний інститут".- 2000.-№3.-С.45-49.

5. Кесова Л.А., Побіровський Ю.М., Хоанг Тьен Зунг. Вибір режимів транспортування вугільного пилу в системі ПВК_д котла ТПП-210А// Енергетика: економіка, технології, екологія.- НТТУ "Київський політехнічний інститут".-2000.- №1.- С.42-47.

6. Кесова Л.А., Черезов Н.Н., Побировский Ю.Н., Котельников Н.И. Исследование и наладка аэрационных пылепитателей энергоблока 300 МВт// Энергетика и электрификация.- 2000.- №4.- С.7-11.

7. Кесова Л.А., Побіровський Ю.М., Хоанг Тьен Зунг. Дослідження втрат тиску в колінних поворотах пилопроводів систем ПВК_д // Енергетика: економіка, технології, екологія.- НТТУ "Київський політехнічний інститут".-2000.- №2.- С.31-35.

8. Способ установки измерителя температуры в дисперсном потоке: А.с. № 1583759 СССР, МКИ G 01 K 13/02 /Кесова Л.А., Черезов Н.Н., Гогенко А.Л., Побировский Ю.Н. - №4427674/05; Заявлено 18.05.88; Опубл. 07.08.90, Бюл. №29.

9. Аэрационный питатель: А.с. № 1816932 СССР, МКИ F 23 K 3/02, F 23 D 14/02 /Кесова Л.А., Побировский Ю.Н., Черезов Н.Н., Довготелес Г.А., Котельников Н.И., Салимон М.П., Попов А.А. - №4851101/06; Заявлено 16.07.90; Опубл. 23.05.93, Бюл. №19.- 2 с. ил.

10. Пат. 18405 Г Україна, МКІ 23 К3/02. Аераційний живильник пилу / Кесова Л.О., Побіровський Ю.М., Черезов М.М., Довготелес Г.А., Котельніков Н.І., Салімон М.П., Попов А.О. - Опубл. 25.12.97., Бюл. №6.

11. Кесова Л.О., Побіровський Ю.М., Котельніков М.І. Паливний режим котла ТПП-210А, що спалює АШ і шлами, при подачі вугільного пилу високої концентрації на пальники.// Вісник Українського Будинку економічних та науково-технічних знань.- 1998.- №8.- С.54-55.

12. Конкурентоспроможність системи подавання пилу з високою концентрацією в порівнянні с традиційним пневмотранспортом вугільного пилу на пальники/ Кесова Л.О., Черезов М.М., Побіровський Ю.М., Котельніков М.І.// Вісник Українського Будинку економічних та науково-технічних знань.- 1998.- №6.- С.56-59.

У публікації [1] автору належить проведення дослідів. Автором у [2, 3] проводились дослідження технологічної схеми на діючому котлі та розробка технічної документації. У роботах [4, 5] автор приймав участь в розробці методики досліджень, виконував промислові випробування та впровадження технологічної схеми в виробництво. Автору в [6] належить планування дослідів аераційного пиложивильника, приймав участь в дослідженні його на діючому котлі та обробці експериментальних даних; в [8, 9, 10] виконував патентний пошук, зняття поля температур в пилопроводі на діючому котлі, розрахунок підігрівача аераційного та транспортуючого повітря. У публікації [7] автору належить проведення досліджень експериментальних дослідно-промислових пилопроводів. У роботі [11] було виконано аналіз паливного режиму та зроблені висновки. Автор в [12] приймав участь у розрахунку техніко-економічних показників котлів з різними технологіями пилоподачі.