ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Сжигание сернистых и высокосернистых жидких топлив из "Сжигание тяжелых жидких топлив" Использование на крупных энергетических установках сернистых и высокосернистых жидких топлив, удельный вес которых в топливном балансе страны непрерывно увеличивается, выявило значительные технические трудности в освоении этих топлив в связи с интенсивным заносом поверхностей нагрева и их коррозией. Зола, образующаяся при сжигании сернистых и высокосернистых топлив, отлагаясь на конвективных поверхностях нагрева, снижает эффективность их работы, что приводит к понижению общих экономических показателей всего агрегата. Кроме того, зольные отложения и коррозия в значительной мере снижают надежность и срок службы хвостовых поверхностей и тем самым всей установки [66—69]. [c.83] Наблюдения за процессом горения показали, что видимый факел заполнял практически все топочное пространство и оканчивался в 1—2 м от фестона. [c.84] Температура в ядре факела практически не зависела от вида топлива и колебалась в пределах 1600° С (нефть) и 1660° С (мазут). Однако поле температур существенно изменялось при переходе от нефти к мазуту. При сжигании арланской нефти факел становился короче, и снижение температуры по его длине происходило быстрее, чем для мазутного факела. По мере уменьшения а длина факела несколько увеличивалась. Одновременно было установлено, что расположение работающих горелок существенно изменяет распределение температур в факеле. [c.84] Изменение расхода воздуха с одновременным забором проб продуктов сгорания и определение их газовых компонентов позволило авторам работы [69 ] установить, что при определенных условиях сжигания мазута (недостаточно завихренный поток и другие факторы) потеря тепла от химической неполноты сгорания может быть и при значительных избьпках воздуха. Так, хроматографическим методом в продуктах сгорания были обнаружены Hj, СО, СН4 по полученным данным построена кривая зависимости потерь от химической неполноты сгорания при избытке воздуха (рис. 38). Потери тепла от механической неполноты сгорания при сжигании мазута составляли 0,05—0,1%, а арланской нефти 0,01 % и менее. [c.84] Рассмотренные выше и другие примеры сжигания сернистых и высокосернистых топлив свидетельствуют прежде всего о том, что процесс их сгорания по своему характеру не отличается от сгорания малосернистых топлив. Однако даже при сравнительно малом содержании золы в сернистых топливах золовые отложения, образующиеся на конвективных поверхностях нагрева при обычных методах сжигания этих топлив, приводят к значительным нарушениям работы топочного устройства и всей установки, к ухудшению экономических показателей ее работы. [c.85] Анализ зольных отложений показывает, что с увеличением количества серы, содержащейся в исходном топливе, повышается кислотность золы, которая, кроме того, растет по мере продвижения дымовых газов по газоходам котла [70, 71 ]. [c.85] Основным отличием отложений, образующихся при сжигании сернистых топлив, от отложений, образующихся при сжигании малосернистых мазутов, является повышенное содержание в первых ванадия в виде пятиокиси VjOj [72, 73]. Поскольку увеличение содержания серы в золе исходного топлива сопровождается одновременным увеличением содержания в ней ванадия, постольку при обычных способах сжигания сернистых топлив возможны и действительно наблюдаются следующие виды коррозии, вызываемые зольными отложениями высокотемпературная (ванадиевая) коррозия и низкотемпературная (сернистая). [c.85] Ванадиевая коррозия котельных поверхностей в настоящее время встречается относительно редко, так как температура стенок труб пароперегревателя, определяемая параметрами пара, в настоящее время еще не достигла критического значения я гбОО— 650° С, соответствующего липкому состоянию V2O5. [c.85] Борьба с золовыми отложениями и коррозией поверхностей нагрева при сжигании сернистых и высокосернистых жидких топлив в настоящее время ведется несколькими способами. [c.86] Вторым способом борьбы с коррозией, весьма широко распространенным в настоящее время, является введение различного рода присадок. Для предупреждения ванадиевой коррозии в топливо в небольших дозах вводят присадки типа ВНИИ-НП-702 и другие, которые вступают в химическое взаимодействие с ванадием, находящимся в золе топлива, и связывают его. В результате температура размягчения золы значительно повышается, и сама зола становится сыпучей, неагрессивной и легко удаляется с поверхности. Для предупреждения сернокислотной коррозии в газоходы котла вводят присадки, способные соединяться с SOg, образующимся при сжигании сернистых топлив. В качестве таких присадок обычно используют вещества с достаточно большим содержанием окиси кальция или магния (известь-пушонка СаО 50—60% доломит смесь СаО 30—34%, MgO 21—22% и aOj 38—48% магнезит MgO 92% и другие). [c.86] В некоторых случаях существенного снижения температуры точки росы пытались достигнуть путем совместного сжигания сернистого мазута и газа. Была предпринята попытка в топке котла ТП-41 снизить содержание SO3 в дымоеых газах при сжигании мазута марок М40—МЮО с содержанием серы 2,5—3,4% за счет введения различного количества нефтепромыслового газа [78]. [c.87] Однако положительного эффекта при этом достигнуто не было, хотя доля газа изменялась в весьма широких пределах (от О до 62%). [c.88] В последнее время находит применение новый, принципиально отличный от предыдущих способ борьбы с золоотложениями и коррозией при сжигании высокосернистых жидких топлив. Сущность этого метода заключается в том, что процесс горения жидкого топлива ведется с предельно малым избытком воздуха (а = 1). При этом (при стехиометрическом соотношении) исключается возможность образования в продуктах сгорания серного ангидрида SOg и пятиокиси ванадия V2O5. Это предположение обусловлено следующим. Как показали многочисленные эксперименты, в продуктах сгорания сернистых топлив наряду с SO2 происходит образование SOg, количество которого зависит от содержания серы в исходном топливе и от режимных параметров (избытка воздуха, температуры и др.), что иллюстрируется кривыми, приведенными на рис. 40. [c.88] При сжигании сернистых топлив в SOg превращается до 5% общей серы в топливе, а общее содержание SO3 в дымовых газах может доходить до 0,005% [79, 80]. Точный механизм образования SOg при сгорании серы в настоящее время во многом неясен. [c.88] Однако данные [79], приведенные на рис. 40, не согласуются с этой схемой. По мере роста температуры пламени содержание SO., в продуктах сгорания возрастает [79], затем при i 1750° С приближается к некоторому постоянному значению. В ряде работ [81, 82] выдвигается предположение, что образование SOg при сжигании сернистых топлив определяется каталитическим воздействием сульфатов, окисей железа и ванадия, находящихся в составе золы топлива, а также на внешнем слое поверхности нагрева. [c.89] Считается, что SO3 образуется почти полностью в самом процессе горения жидкого топлива [83]. Выход SO3 увеличивается при увеличении избытка воздуха и уменьшении температуры. Газификация паров жидкого топлива, поступающих в зону горения каждой отдельной капли, и горение коксового остатка в зависимости от интенсивности подвода воздуха и температурного уровня сопровождается выделением СО, Нг, С2Н2, СН4 и других более тяжелых углеводородов с обильным сажеобразованием. В этих условиях одновременно с образованием SO3 протекают восстановительные реакции типа SOg + СО СО + SOj. [c.89] Реализация этого способа сжигания высокосернистых топлив, несмотря на его принципиальную простоту, сопряжена с преодолением технологических трудностей, обусловленных необходимостью сохранения высокой эффективности процесса сгорания. Дело в том что в процессе сжигания топлива с предельно малым избытком воздуха может возникнуть опасность значительных потерь с химической и механической неполнотой сгорания из-за образования местных зон с явным недостатком воздуха. Последнее имеет особенно большое значение для большеобъемных топок с большим числом горелочных устройств. Как показали опыты ВТИ и Башкирэнерго [69 ], даже при обычных методах сжигания жидкого топлива потери от химической неполноты сгорания возрастают с увеличением неравномерности подачи топлива и воздуха по отдельным горелкам (рис. 42). Снижение избытка воздуха настолько увеличивает эти потери, что проблема равномерной загрузки горелок становится определяющей. [c.90] топливо—мазут). [c.91] Вернуться к основной статье