Сетевое издание

Международный студенческий научный вестник

ISSN 2409-529X

С ростом крупных городов растет и потребность в увеличении тепловой и электрической энергии. Стратегической целью данной составляющей государственной энергетической политики является создание устойчивой национальной инновационной системы в сфере энергетики для обеспечения российского топливно-энергетического комплекса высокоэффективными отечественными технологиями и оборудованием, научно-техническими и инновационными решениями в объемах, необходимых для поддержания энергетической безопасности страны [1].

Источниками тепловой и электрической энергии в городах являются ТЭЦ и котельные. Наибольший вклад вносят тепловые электростанции. ТЭЦ являются не только источниками тепла и электроэнергии, но так же и крупным загрязнителем воздушного бассейна. Загрязнение воздушного бассейна является одной из самых обсуждаемых тем в наши дни. Поэтому человечество ищет быстрые и эффективные способы и пути решения этой проблемы.

При работе ТЭЦ сжигается большое количество органического топлива в результате чего образуются токсичные вещества разных классов опасности: оксиды азота, оксиды серы, сажа, монооксид углерода, бенз(а)пирен [2]. Наибольшее негативное воздействие на организм человека оказывает бенз(а)пирен, относящийся к первому классу опасности и обладающий канцерогенным эффектом.

Благодаря режимно-наладочным испытаний удалось существенно снизить выброс продуктов неполного сгорания. Режимно-наладочные испытания позволяют выявить оптимальные условия работы котлов и в завершении составление режимных карт [3]. Ниже приведена режимная карта котла ТП-170 [4].

Таблица.

Режимная карта котла ПТ-170 при расчетной температуре t_пв=205ºС

Представлены графические зависимости потерь теплоты и КПД котла ТП-170 от коэффициента избытка воздуха и тепловых нагрузок (см. рис. 1-6).

Рис. 1.q₂ от температуры уходящих газов t_ух

Рис. 2. q₂ от коэффициента избытка воздуха a_ух

Рис. 3. q₅ от тепловой нагрузки  котла Q_к

Рис. 4. КПД котла от тепловой нагрузки котла Q_к

Рис. 5. Содержание оксидов азота в уходящих газах от производительности котла

Рис. 6. Расход условного топлива от производительности котла

При сжигании природного газа вредным веществом оказались оксиды азота. Самую большую опасность среди группы оксидов азота является NO₂. Диоксид азота относится к группе канцерогенов, то есть вызывает онкологические заболевания.

Для сокращения выбросов оксидов азота применяются различные комплексы природоохранных мероприятий. Наименее затратными и часто используемыми являются технологические методы. Распространенным технологическим методом снижения оксидов азота является рециркуляция дымовых газов. Метод заключается в возврате части продуктов сгорания из газового тракта энергетического котла в топочную камеру.

Рис. 2. Рециркуляция продуктов сгорания в энергетическом котле ТП-170: 1-воздухозаборная шахта; 2-дутьевой вентилятор; 3-топочная камера; 4-дымосос; 5-дымовая труба; 6-дымосос рециркуляции; Р-линия рециркуляции продуктов сгорания, Т-топливо.

Возможны два варианта схем отбора газов на рециркуляцию: I - отбор газов осуществляется из всасывающей линии дымососа, при этом на линии рециркуляции дополнительно устанавливается дымосос; II - отбор газов осуществляемый из напорной линии дымососа, при этом дополнительного оборудования не требуется.

Исследования показали, что запас в напоре дымососа полностью использован, поэтому следует использовать вариант I и установить рециркуляционный дымосос. Метод рециркуляции позволяет снизить суммарные выбросы оксидов азота.

Таким образом, выполнение мер по режимно-наладочным испытаниям и рециркуляция дымовых газов позволить снизить содержание оксидов азота в дымовых газах и снизить загрязнение воздушного бассейна.