Практическая реализация снижения nOx за счет впрыска пара

Белорусской государственной политехнической академией совместно с Жабинковским сахарным заводом разработано и внедрено эффективное техническое решение, обеспечивающее за счет подачи пара концевых уплотнений и протечек от штоков автоматического стопорного и регулирующих клапанов турбины ТР-6-35/4 в котлы ГМ-50 снижение удельного расхода условного топлива на выработку электроэнергии на 0,9 % (60 т условного топлива в год), улучшение догорания окиси углерода (по результатам испытаний) не менее чем на 40 %, уменьшение концентрации выбросов оксидов азота на 31,6 %, а при распределении всего количества пара уплотнений на два работающих котла при их номинальной нагрузке - в среднем на 20–21 % .

В турбоустановках конденсационного типа (с регулируемыми отборами пара и без отбросов) пар концевых уплотнений обычно отводится в охладители уплотнений. Возможно подключение трубопровода отсоса пара от сальниковых камер уплотнений турбины к подогревателю сетевой воды низкого потенциала или подогревателю подпиточной воды. Недостаток таких установок - снижение тепловой экономичности из-за вытеснения пара отбора следующего за охладителями уплотнений (по линии конденсата) регенеративного подогревателя низкого давления.

В теплофикационных турбоустановках при их эксплуатации в обычном режиме и включенной линии рециркуляции конденсатора теплота пара уплотнений теряется с охлаждающей водой конденсатора.

В тепловых схемах мощных турбоустановок в первую ступень охладителя пара концевых уплотнений (ОУ), находящуюся под небольшим разряжением, с паром из последних камер лабиринтовых уплотнений поступает большое количество воздуха. Так, на энергоблоке мощностью 300 МВт в нее подсасывается свыше 50 % воздуха по массе, а во второй ступени ОУ его содержится уже более 70 %. Между тем известно, что при содержании в паре воздуха в количестве 5 % и более конденсация пара на трубной поверхности происходит крайне неудовлетворительно. При подключении же трубопроводов отсоса пара из уплотнений турбины к топке котла в нее, кроме пара, будет подаваться значительное количество воздуха, вбрасываемого в атмосферу при традиционных тепловых схемах. Такая реконструкция способствует повышению экономичности работы котла.

На турбоустановках с противодавлением тракт подогрева конденсата отсутствует, соответственно нет и ОУ, в котором может подогреваться основной конденсат турбины. При отсутствии дополнительного теплового потребителя такие турбины работают с выбросом пара уплотнений в атмосферу. Это приводит к полной потере и отводимого от уплотнений теплоносителя, и содержащейся в нем теплоты. С учетом пара высокого потенциала от уплотнений штоков клапанов температура выбрасываемой в атмосферу пара воздушной смеси по опытным данным превышает температуру уходящих газов котлов на 50–150 ºС. Включение таких установок представляется наиболее эффективным.

Таким образом, использование разработанного и испытанного, практически не требующего дополнительных капитальных затрат технического решения повышает экономичность котлов, оказывает положительное воздействие на догорание в факеле смеси углерода и бенз-а-пирена, сокращает выбросы вредных примесей в атмосферу.

Снижение выбросов оксидов азота с уходящими газами котлов на тепловых электростанциях может быть достигнуто также при подаче в топку котла (в короб горячего воздуха или во всасывающий коллектор вентилятора) выпара из деаэраторов (в зависимости от типа деаэратора и давления в нём) без уменьшения экономичности установки.