Снижение выбросов оксида азота

Следовательно, режимы с умеренным недожогом  являются наиболее оправданными как с точки зрения экологической безопасности, так и с точки зрения эффективного сжигания природного газа.

Следует отметить, что работа на пониженных избытках воздуха с умеренным контролируемым недожогом предъявляет более высокие требования к состоянию котельного агрегата, работе контрольно-измерительных приборов, а также к квалификации эксплуатационного персонала и технологической дисциплине.

Известно, что большинство действующих  в настоящее время на ТЭС котлов были введены в эксплуатацию более 20 лет назад и, как правило, их эксплуатационные характеристики уже не в полной мере соответствуют проектным величинам. Это в первую очередь относится к присосам холодного воздуха в топочную камеру и газоходы котла, которые превышают нормируемые значения, и равномерности раздачи топлива и воздуха по горелочным устройствам.

Поэтому перед внедрением режимов сжигания топлива с контролируемым умеренным недожогом следует провести уплотнение топки, поверку штатных приборов и устранение перекосов в топливовоздушных трактах. Последнее позволяет оптимизировать процесс сжигания топлива и уменьшить выход СО и БП. При этом максимальные значения концентрации NO_X остаются без изменения, но вся кривая зависимости NOx(a) сдвигается в область меньших избытков воздуха (рис. 16).  

Далее проводятся режимно-наладочные испытания, в ходе которых определяются величины критических а_кр и допустимых рабочих а_доп избытков воздуха на различных нагрузках и разрабатываются режимные карты котлов. Как отмечалось выше, снижать рабочие избытки воздуха можно до уровня, не вызывающего повышение концентрации СО в дымовых газах сверх 50 - 100 ррт (62,5-125 мг/м³). Конкретное значение а_доп, соответствующее этому уровню СО, зависит от состояния уплотнений топочной камеры, совершенства горелочного устройства и равномерности распределения топлива и воздуха между горелками.

При реализации на действующих котлах режимов с  контролируемым умеренным недожогом особое внимание следует уделять инструментальному контролю процесса горения топлива. Это связано с тем, что режим с контролируемым умеренным недожогом находится в довольно узком диапазоне избытков воздуха. Эксплуатировать котлы в таких режимах, основываясь только на показаниях штатных кислородомеров (которые к тому же часто имеют низкую точность) в режимном сечении, чрезвычайно трудно. Например, на переходных режимах концентрация СО в дымовых газах может достигать нескольких тысяч мг/м . Кроме того, в случае режимов с недожогом имеет место конверсия СО и БП в газовом тракте котельной установки вплоть до дымососа. Все это предъявляет дополнительные требования к инструментальному контролю состава дымовых газов и квалификации эксплуатационного персонала.

Учитывая  результаты экспериментальных исследований, для эффективного внедрения режимов с контролируемым умеренным недожогом необходима организации непрерывного контроля состава дымовых газов одновременно в следующих сечениях газового тракта котельной установки: в режимном сечении - контроль концентраций О2 и СО, в сечении за дымососом - контроль концентрации СО. Известно, что образование оксидов азота полностью завершается в топочной камере и далее по газовому тракту их концентрация (в пересчете на сухие газы и а = 1,4) и массовый расход практически не меняются (рис. 11, 12, 14). Поэтому контроль содержания NO_X принципиально может быть организован в любом из указанных сечений газового тракта, где обеспечивается наибольшая представительность результатов. При проведении наладочных испытаний для составления режимных карт рекомендуется также проводить инструментальные измерения содержания бенз(а)пирена в режимном сечении газового тракта и в сечении за дымососом.

Измерения концентраций СО и NOx в сечении за дымососом можно также использовать для инструментального непрерывного контроля массовых выбросов вредных веществ в окружающую среду и отчетности по форме №2тп-воздух.  

Заключение

Сжигание  природного газа с контролируемым умеренным  недожогом позволяет снизить выбросы NO_X на 30-40% при одновременном повышении КПД котла.

Суммарный показатель вредности таких режимов  в 1,5 - 2,0 раза ниже, чем при обычном сжигании природного газа в соответствии с режимной картой, а суммарный вклад монооксида углерода и бенз(а)пирена в общую вредность выброса от котла в атмосферу не превышает 3 - 7%.

При этом величина химического недожога должна быть ограничена содержанием вредных примесей в дымовых газах за дымососом (в пересчете на а = 1,4): для СО - не более 100 ррm (125 мг/м³) и для БП - 60 - 100 нг/м³.

Следовательно, режимы с контролируемым умеренным  недожогом являются наиболее оправданными как с точки зрения экологической чистоты, так и с точки зрения эффективного сжигания топлива.

Режимы  с контролируемым умеренным недожогом являются малозатратными и быстро внедряемыми, поскольку могут быть легко реализованы на котле в результате наладочных испытаний.

Для эффективной  работы котла с контролируемым умеренным  недожогом необходима полная информация о завершенности процессов выгорания топлива, что возможно только на основании одновременных измерений содержания СО в дымовых газах в режимном сечении и в сечении за дымососом.

Внедрение режимов с контролируемым недожогом  целесообразно при модернизации АСУ ТП котла. Для этих целей следует предусмотреть установку на котле измерительных систем для контроля содержания O2, СО и NO в продуктах сгорания.