Оптимизация теплопотребления в установках газоочистки котла ТП-210 промышленной тепловой электростанции
Схема очистки и обезвреживания дымовых газов от оксидов азота и серы после котельного агрегата, работающего на твердом топливе. Поиск температуры перед реактором селективного каталитического восстановления. Режимы работы теплообменного оборудования.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 21.09.2016 |
| Размер файла | 254,5 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Саратовский государственный университет имени Гагарина Ю.А.
Кафедра «Промышленная теплотехника»
Оптимизация теплопотребления в установках газоочистки котла ТП-210 промышленной тепловой электростанции
магистрант Тюрина Елена Владимировна
кандидат технических наук, доцент
Пономарева Наталия Владимировна
Аннотация
В статье рассмотрена схема очистки и обезвреживания дымовых газов от оксидов азота и серы после котельного агрегата, работающего на твердом топливе. Произведен поиск наиболее эффективной температуры перед реактором селективного каталитического восстановления на основе исследования режимов работы теплообменного оборудования.
Ключевые слова: котельный агрегат; реактор селективного каталитического восстановления; катализатор; теплообменное оборудование.
Техническая значимость данной работы заключается в том, что были рассмотрены аналоги и прототипы установок с системами обезвреживания дымовых газов от NOx и SOx [4,5]. Изучены методы по очистке дымовых газов: мокрые (с регенерацией абсорбента, без регенерации абсорбента), сухие (селективное высокотемпературное (некаталитическое) восстановление аммиаком, неселективное каталитическое восстановление, селективное каталитическое восстановление аммиаком (СКВ), адсорбция).
В результате этих исследований был выбран способ обезвреживания дымовых газов от оксидов азота - селективное каталитическое восстановление аммиаком, а также выбрана принципиальная схема установки.
Схема установки представляет собой котельный агрегат и комплексную установку по очистке продуктов сгорания твёрдого топлива от золовых частиц, оксидов серы и азота. Система очистки дымовых газов включает в себя электрофильтр, сероулавливающую установку, работающую по мокрому известняковому методу(абсорбер насадочного типа), и реактор селективного каталитического восстановления оксидов азота, расположенный после установки сероочистки (Рисунок 1).
Объектом исследования выбран котельный агрегат Е-210-13,8-560 КБТ (БКЗ-210-140-9), т. к. мировой опыт показывает, что ни одна из технологий азото- и сероулавливания не может быть успешно внедрена без опытной проверки в условиях реальной ТЭС. Котлоагрегат имеет среднестатистические параметры и является оптимальным для внедрения систем азото- и сероочистки.
Из расчета котельного агрегата согласно [1] были определены его основные показатели: кпд котельного агрегата-92,11%, расчетный расход натурального топлива-6,92 кг/с, расход условного топлива- 5,43 кг у.т./с, абсолютная адиабатическая температура горения-1573,88 0С, концентрация NО в дымовых газах-0,606 г/м3.
В виду того, что перед реактором селективного каталитического восстановления нужно обеспечивать высокий температурный уровень (250-400 0С), который обеспечивает теплообменное оборудование (парогазовый теплообменник и регенеративный вращающийся теплообменник) были произведены поиски наиболее эффективной температуры. Исследования режимов работы парогазового и регенеративного теплообменных аппаратов при изменении температуры дымовых газов перед реактором селективного каталитического восстановления в интервале от 280 до 370 0С представлены в Таблице 1 (Рисунок 2).
обезвреживание газ котельный агрегат
Далее был рассмотрен каталитический реактор для восстановления оксидов азота из дымовых газов.
Основными промышленными катализаторами селективного восстановления оксидов азота аммиаком являются ванадийсодержащие катализаторы. Пентаксид ванадия имеет высокую активность при относительно низких температурах (
Процесс селективного каталитического восстановления основан на способности аммиака к избирательному восстановлению NOх на поверхности катализатора. Основную часть оксидов азота (NO+NO2) в продуктах сгорания энергетических углей составляют «топливные» оксиды азота (NO), а меньшую долю занимают «воздушные» оксиды азота.
Для расчёта реактора по восстановления оксидов азота из дымовых газов имеем следующие исходные данные: температура дымовых газов перед реактором-3500С, начальная концентрация оксидов азота в дымовых газах 0,606 г/м3, конечная концентрация оксидов азота в дымовых газах, c0 (согласно ПДК)-0,0099 г/м3, скорость газового потока в каналах катализатора-8,3 м/с, размеры ячеек катализатора-0,005 м, длина канала-10 м, объем дымовых газов-45,658 м3/с, температура стенки катализатора (принимаем)- 3450С,высота участка реактора-0,01 м.
На основе проведенного патентного поиска и литературного обзора была разработана математическая модель и алгоритм автоматизированного расчета каталитического реактора восстановления оксидов азота, позволяющие выполнять конструкторский расчет и получать рабочие параметры процесса восстановления и геометрические характеристики реактора.
В результате расчёта реактора СКВ, по представленной методике, были получены основные характеристики: объем катализатора, который составляет 93,05 м3; мощность, затрачиваемая дымососом на преодоление гидравлического сопротивления при движении дымовых газов -159,8 кВт. Уровень концентрации оксидов азота в дымовых газах снизился до значения 0,0049 г/м3.
Выводы
Была выбрана и скомпонована система обезвреживания дымовых газов на основе реактора селективного каталитического восстановления и насадочного абсорбера. Экологический эффект от внедрения ректора СКВ соствил 0,0049 г/м3. Изучены режимы работы теплообменного оборудования (регенеративный вращающийся теплообменник, парогазовый теплообменник) в диапазоне 280 до 370 0С. Была определена наиболее эффективная температура перед реактором СКВ, равная 3500С.
Библиографический список
1. Кузнецов Н.В./ Тепловой расчет котельных агрегатов (нормативный метод)/ Кузнецов Н.В., Митор В.В.// Энергия ,1973.-296 с.
2. Кутепов А. М. Общая химическая технология / Кутепов А. М., Бондарева Т. И., Беренгартен М. Г.// Москва.: Высшая школа., 1990.-520 с.
3. Пономарева Н.В. Оптимизация систем глубокой очистки дымовых газов пылеугольных энергетических котлов / В.Ф. Симонов, Н.В. Пономарева, М.А. Агеев // Проблемы энергетики. Известия высших учебных заведений, 2006. № 9-10. С. 55-62.
4. Патент РФ № 2 501 596C2, 06.08.2009. Табари Ф., Сире Б. Способ и установка очистки дымовых газов, образующихся при горении, содержащих оксиды азота// Патент России 2076772 C1, 10.04.1997. Бюл. № 35.
5. Патент РФ № 2 296 000(13) C1, 27.03.2007. Афанасьев С.В., Махлай В.Н., Буданов Ю.Н., Лисовская Л.В. Способ очистки дымовых газов от оксидов азота// Патент России 2234970 C1, 27.08.2004.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Описание процесса подготовки твердого топлива для камерного сжигания. Создание технологической схемы производства энергии и тепла. Проведение расчетов материального и теплового баланса котлоагрегата. Методы очистки дымовых газов от оксидов серы и азота.
курсовая работа [871,2 K], добавлен 16.04.2014Развитие котельной техники, состав котельной установки. Определение теоретических объёмов воздуха, газов, водяных паров и азота, расчёт энтальпий. Тепловой баланс котла, расчёт расхода топлива. Тепловой расчёт конвективного пучка и водяного экономайзера.
курсовая работа [58,1 K], добавлен 02.07.2012Обоснование выбора типоразмера котла для ТЭС и турбины. Компоновка котла, особенности его конструкции и работы. Схема компоновки. Топливо. Его характеристики. Процессы и параметры топливного тракта. Схема топливоподачи. Тракты дымовых газов. Параметры.
курсовая работа [2,6 M], добавлен 02.10.2008Классификация методов и аппаратов для обезвреживания газовых выбросов. Каталитическая очистка газов: суть метода. Конструкция каталитических реакторов. Технологическая схема установки каталитического обезвреживания отходящих газов в производстве клеенки.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 12.06.2011Способы расчета котельного агрегата малой мощности ДЕ-4 (двухбарабанного котла с естественной циркуляцией). Расчет объемов и энтальпий продуктов сгорания и воздуха. Определение КПД котла и расхода топлива. Поверочный расчёт топки и котельных пучков.
курсовая работа [699,2 K], добавлен 07.02.2011Расчет горения топлива и температуры газов после воздухоподогревателя. Определение теплоемкости компонентов уходящих газов. Нахождение кинематической вязкости и коэффициента теплоотдачи внутри труб. Подсчет потерь давления при движении дымовых газов.
курсовая работа [2,5 M], добавлен 21.12.2021Термодинамическая эффективность работы котла-утилизатора. Расчет процесса горения топлива в топке котла, котельного агрегата. Анализ зависимости влияния температуры подогрева воздуха в воздухоподогревателе на калориметрическую температуру горения топлива.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 22.10.2012Тепловой расчет котельного агрегата Е-25М. Пересчет теоретических объемов и энтальпии воздуха и продуктов сгорания для рабочей массы топлива (сернистый мазут). Тепловой баланс, коэффициент полезного действия (КПД) и расход топлива котельного агрегата.
курсовая работа [352,0 K], добавлен 17.03.2012Определение теплосодержания и объёмов продуктов сгорания газо-воздушной смеси в отдельных частях котельного агрегата типа ДЕ. Тепловой расчёт топки и газохода, водяного экономайзера. Определение КПД и расхода топлива, температуры газов на выходе.
курсовая работа [163,3 K], добавлен 23.11.2010Описание двухбарабанного вертикально-водотрубного реконструированного котла и его теплового баланса. Количество воздуха необходимого для полного сгорания топлива и расчетные характеристики топки. Конструкторский расчет котельного агрегата и экономайзера.
курсовая работа [611,8 K], добавлен 20.03.2015Тепловой расчет и компоновка парового котла ПК-14. Выбор топлива, расчет его теплосодержания и продуктов сгорания. Определение тепловых потерь и коэффициента полезного действия котла. Расчет топочной камеры, конвективных и хвостовых поверхностей нагрева.
курсовая работа [751,1 K], добавлен 28.09.2013Определение объема воздуха, продуктов сгорания, температуры и теплосодержания горячего воздуха в топке агрегата. Средние характеристики продуктов сгорания в поверхностях нагрева. Расчет энтальпии продуктов сгорания, теплового баланса и пароперегревателя.
контрольная работа [432,5 K], добавлен 09.12.2014Управление гидравлическими и паровыми турбинами. Передаточная функция объекта управления. Расчет и построение частотных характеристик. Расчет оптимальных настроек регулятора температуры печи котельного агрегата методом расширенных частотных характеристик.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 30.01.2011Техническая характеристика водогрейного котла. Расчет процессов горения топлива: определение объемов продуктов сгорания и минимального объема водяных паров. Тепловой баланс котельного агрегата. Конструкторский расчет и подбор водяного экономайзера.
курсовая работа [154,6 K], добавлен 12.12.2013Краткое описание устройства котельного агрегата. Алгоритм расчёта горения топлива. Подбор вентилятора для горелки. Составление теплового баланса, коэффициента полезного действия при установке воздухоподогревателя. Особенности определения расхода топлива.
курсовая работа [435,9 K], добавлен 07.08.2013Проектирование и тепловой расчет котельного агрегата. Характеристика котла, пересчет топлива на рабочую массу и расчет теплоты сгорания. Определение присосов воздуха. Вычисление теплообмена в топке и толщины излучающего слоя. Расчет пароперегревателя.
курсовая работа [3,4 M], добавлен 08.04.2011Сущность котельного агрегата и его вспомогательного оборудования. Технические характеристики котла. Анализ коэффициентов избытка воздуха. Объемы и энтальпии продуктов сгорания. Принцип работы экранной системы. Трубчатый воздухоподогреватель 1 ступени.
контрольная работа [433,5 K], добавлен 30.03.2015Применение газов в технике: в качестве топлива; теплоносителей; рабочего тела для выполнения механической работы; среды для газового разряда. Регенераторы и рекуператоры для нагрева воздуха и газа. Использование тепла дымовых газов в котлах-утилизаторах.
контрольная работа [431,9 K], добавлен 26.03.2015Аппаратурно-технологическая схема участка кальцинации. Устройство и принцип работы ленточных конвейеров. Назначение печи кальцинации гидрооксида алюминия. Устройство и работа узла газоочистки и пылевозврата для очистки технологических газов от пыли.
курсовая работа [599,8 K], добавлен 17.04.2011Объем азота в продуктах сгорания. Расчет избытка воздуха по газоходам. Коэффициент тепловой эффективности экранов. Расчет объемов энтальпий воздуха и продуктов сгорания. Определение теплового баланса котла, топочной камеры и конвективной части котла.
курсовая работа [115,2 K], добавлен 03.03.2013
