Ул. Авиационная. 23. 196135, г. Санкт-Петербург
Aviation St., 23. 196135, St. Petersburg
Обеспечение экологической безопасности для предприятий энергетики в соответствии с вступившими в силу новыми требованиями Федерального закона ФЗ №219 от 21.07.2014 является в настоящее время первостепенной задачей. Экспериментальные исследования и промышленный опыт показывают, что одним из основных факторов образования практически всех токсичных продуктов сгорания топлива в котельных установках являются условия воспламенения в каждой горелке топки: соотношение топливо-воздух в зоне воспламенения, доли первичного воздуха, соотношения скоростей вторичного и первичного воздуха и т. д. Однако по действующим в настоящее время нормативам расчёт выбросов топливных оксидов азота, а также бенз(а)пирена (БП) производится по усреднённым величинам для всех горелок топки и влияние важнейшего фактора — равномерности распределения топлива и воздуха по горелкам на их образование не учитывается. Проведён расчётный анализ влияния неравномерности распределения твёрдого топлива по горелкам котельных установок на выбросы оксидов азота, а также бенз(а)пирена в продуктах сгорания. Разработана методика расчёта и получены зависимости изменения выбросов NOx от показателя неравномерности распределения топлива Δg, среднего коэффициента избытка воздуха в горелках αГ, количества горелок и различных моделей пылераспределения. Показано, что при величине показателя Δg < 10%, неравномерность распределения топлива практически не оказывает влияние на выбросы оксидов азота и бенз(а)пирена, а величина Δg5 (при которой увеличение выбросов NOx изза неравномерности распределения пыли не превысит 5%) должна составлять: для двух горелок — 22%…27%, четырёх — 12%...22%, шести — 11%…13%. При более высоких значениях Δg для заданного количества горелок и при возрастании средней величины αГ имеет место значительное увеличение выбросов оксидов азота и бенз(а)пирена. Получено, что при этом происходит одновременное увеличение NOx и БП. Даны рекомендации по использованию схем пылераспределения и конструкциям делителей пыли, исключающих влияние неравномерности распределения топлива по горелкам на выбросы оксидов азота.
Ensuring environmental safety for energy companies in accordance with the requirements of Federal Law No. 219 of 21.07.2014 is a top priority task today. Experimental studies and industrial experience show that one of the main factors for the formation of virtually all toxic fuel combustion products in boiler plants is the ignition conditions in each burner of the furnace: the fuel-air ratio in the ignition zone, the proportion of primary air, the ratio between the secondary and primary air velocities, etc. However, according to the current regulations, the calculation of emissions of fuel oxides of nitrogen, as well as benz(a)pyrene, is based on averaged values for all burners of the furnace, and the influence of the most important factor — the uniformity of the distribution of fuel and air over the burners — on their formation is not taken into account.
In the work presented, a calculation analysis is performed of the effect of uneven distribution of solid fuel on the burners of boiler plants on emissions of nitrogen oxides, as well as benz(a)pyrene, in combustion products. A calculation procedure has been developed and the dependences of the change in NOx emissions on the nonuniformity of the Δg distribution, the average air excess factor in the αG burners, the number of burners and the dust distribution models have been obtained. It is shown that with the value of the parameter Δg <10%, the uneven distribution of fuel has practically no effect on emissions of nitrogen oxides and benz(a)pyrene, and Δg5 (at which the increase in NOx emissions due to uneven distribution of dust does not exceed 5%) should make: for two burners — 22% ... 27%, four — 12% ... 22%, six — 11% ... 13%. At higher values of Δg and with increasing α, there is a significant increase in emissions of nitrogen oxides and benz(a)pyrene. It is obtained that simultaneously there is a simultaneous increase in NOx and BP. Recommendations are given on the use of dust distribution circuits and designs of dust dividers that meet the requirements to ensure that the uneven distribution of fuel over the burners would not affect emissions of nitrogen oxides.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.