Системы стадийно-ступенчатого сжигания топлива для снижения выбросов NOx

Технология стадийно-ступенчатого сжигания пылевидного угля с использованием низкоэмиссионных прямоточных горелок обеспечивает достижение предельно низких выбросов окислов азота. Данная технология и конструкция горелки рекомендуются для пылевидного сжигания каменных и бурых углей в котлах тепловых электростанций и крупных котельных.

Данная технология и конструкция горелок внедрены на котлах:

  • П-57 (блок 500 МВт) Экибастузской ГРЭС-2,
  • ПК-401 (блок 200 МВт) Томь-Усинской и Беловской ГРЭС,
  • ОР-140 и WP-120 на ТЭС «Познань» и «Люблин» в Польше.

Технология стадийно-ступенчатого сжигания позволяет:

  • уменьшить выбросы NOx до уровня 350-400 мг/нм3% (снижение в 1,5-2 раза);
  • обеспечить высокую экономичность и стабильность горения при низкой эмиссии СО;
  • уменьшить шлакование и коррозию экранов топки.

Система трехступенчатого сжигания — совместная разработка специалистов ГК СибЭнергоГруп и ИК «ЗИОМАР» — является одним из направлений в развитии технологии низкоэмиссионного сжигания. Принцип работы заключается в организации в топочном пространстве трех зон (рис.1). В нижней зоне сжигается 70-85% всего топлива с избытком воздуха близким к единице или ниже. Выше этой зоны в топку подается оставшаяся часть топлива (15-30%) с избытком воздуха значительно ниже единицы. Еще выше, в третьей зоне, в топку подается оставшаяся часть воздуха (15-25%) с целью дожигания продуктов химического и механического недожога, образованных в предыдущих зонах.

Система трехступенчатого сжигания с угольным восстановителем в сочетании с подачей и сжиганием угольной пыли с высокой концентрацией (ПВКд) впервые реализована на реконструированном котле Е-210-98 (ОР-210М) на ЭС «Скавина» (Польша). На этом котле в качестве восстановительного топлива на второй ступени использована неуловленная в циклонах пылесистем часть угольной пыли с малыми размерами частиц.

В условиях недостатка кислорода при сжигании дополнительного топлива образуется восстановительная газовая среда, в которой происходит разложение части NO (поступающей из первой зоны) с образованием N2.

Специалисты ГК СибЭнергГруп и "Сибтехэнерго" совместно с таганрогским заводом «Красный котельщик» разработали и внедрили систему с газовой восстановительной ступенью для котла типа ТПЕ-214 (блок 200 МВт), установленного на Новосибирской ТЭЦ-5. Предложенная схема трёхступенчатого сжигания с газовым восстановительным топливом обеспечила достижение выбросов NOx ниже 300 мг/нм³, что в 2 раза ниже, чем при обычном сжигании таких же углей.