Сжигание ирша-бородинского угля и его полукокса на Красноярской ТЭЦ-1

Вторая серия опытов промышленного сжигания КАУ и его полукокса проводилась на котле БКЗ–320–140ПТ (ст. № 19) Красноярской ТЭЦ-1, оборудованном в то время полуразомкнутой системой пылеприготовления, газовой сушкой топлива и транспортом пыли к горелкам горячим воздухом. Топочная камера (V_т = 1385 м³) полностью экранирована и разделена пережимом, образованным фронтальным и задним экранами, на камеру горения и камеру охлаждения. Камера горения выполнена в виде двух сообщающихся восьмигранных предтопков. При проведении исследований сожжено 300 т полукокса, полученного на опытно-промышленной установке завода «Сиб-электросталь». Техническая характеристика и элементарный состав ирша-бородинского угля и его полукокса приведены в табл. 3.1.

Поскольку полукокс по условиям работы пиролизной установки имел грубый помол (R₉₀ = 82,3 %), его приходилось домалывать до тонины помола R₉₀ = 46 – 49 %. Система пылеприготовления котла БКЗ–320–140ПТ обеспечивала подсушку полукокса от = 19 – 20 % до = 7 – 11 %. Температура сушильного агента на входе в мельницу составляла 300 – 400°С, за мельницей – 68 – 75 °С.

Таблица 3.1

Техническая характеристика и элементный состав топлив

Наименование топлива	%	%	%	%	%	%	%	%	кДж/кг
Ирша-бородинский уголь	22,5	9,50	46,40	72,34	4,90	1,05	21,43	0,28	28282,5
Полукокс	18,9	12,65	7,66	91,98	1,92	1,00	4,79	0,21	32640,1

Работа топочной камеры сопровождалась надежным воспламенением пыли полукокса в широком диапазоне нагрузок (160 – 320 т/ч). Срывов факела в исследованном диапазоне нагрузок не отмечалось. Содержание горючих в уносе при сжигании полукокса составляло 2 – 3 %, для ирша-бородинского угля при одинаковых условиях проведения опытов – 3 – 4 %. При переводе котла на сжигание полукокса отмечено снижение расхода пара на впрыск в среднем на 26 %. Содержание горючих в шлаке при сжигании полукокса и ирша-бородинского угля было примерно одинаковое - 2 – 3 %. Температурный уровень в топке в опытах на полукоксе несколько выше, чем для ирша-бородинского угля.

Интенсивность образования вторичных отложений определялась с помощью неохлаждаемых зондов по методике ВТИ. Гребневидные отложения при сжигании полукокса легко отделялись от поверхности труб, прочного слоя отложений на трубах не оставалось. В зоне температур дымовых газов до 1100 °С прочность отложений была очень малая, гребни легко раздавливались пальцами. При увеличении температуры дымовых газов прочность отложений повышалась и при температуре более 1200 °С отложения при сжигании полукокса были прочные и частично спекшиеся. Начало упрочнения гребневидных отложений при сжигании полукокса происходило при температуре газов 1140 – 1150 °С, а для ирша-бородинского угля при температуре 1110 – 1120 °С (рис. 3.1).

Зависимость удельной скорости образования вторичных отложений от температуры дымовых газов в месте установки зондов представлена на рис. 3.2. При одинаковой температуре газов скорость роста отложений при сжигании полукокса в 1,5 – 1,8 раза меньше, чем для исходного ирша-бородинского угля. Интенсивный рост гребневидных отложений для полукокса начинается при температуре свыше 1040 – 1050 °С, а для ирша-бородинского угля – 1010 – 1020 °С. Таким образом, было установлено, что температура начала шлакования при сжигании полукокса на 30 – 40 °С выше по сравнению с ирша-бородинским углем. Осмотр топочной камеры после проведения опытов по сжиганию полукокса показал отсутствие шлакования экранных поверхностей нагрева. При сжигании полукокса (нагрузка котла 290 – 300 т/ч) концентрация оксидов азота в дымовых газах составила в среднем 240 – 250 мг/Нм³, что значительно ниже, чем при сжигании исходного канско-ачинского угля.

Рисунок 3.1 – Зависимость прочности вторичных отложений от температуры газов: D – ирша-бородинский уголь; ○ – полукокс

Рисунок 3.2 – Зависимость удельной скорости образования вторичных отложений от температуры газов: D – ирша-бородинский уголь; ○ – полукокс