ООО "НПЦ "АНАЛИТЕХ"

Оптимизация режимов горения и экономия
топлива в энергетических установках

Компания "Аналитех" предлагает экономить топливо и уменьшать вредные выбросы давно известным спосо-бом минимизации потерь тепла с дымовыми газами q2. По данным анализа состава газов газоанализатором АГМ-501, проводится ручное или автоматическое управление соотношением "топливо - воздух".
Быстрый экономический эффект от мероприятий по экономии топливных ресурсов обеспечивается низкой стоимостью стационарного газоанализатора АГМ-501 при достаточном гарантийном и эксплуатационном сро-ках. На начало 2016 года - 36 тысяч рублей в одноканальном исполнении.
Газоанализаторы АГМ позволяют осуществлять контроль эффективности мероприятий по экономии газа, мазу-та или угля:
1. Традиционным сравнением фактического количества кислорода с указаниями режимных карт;
2. Контролем моно оксида углерода СО при работе энергетических установок в зоне умеренного контроли-руемого химического недожога;
3. Объединяя оба указанных способа.
Реальные величины потерь тепла q2, они же возможные размеры экономии, зафиксированы газоанализато-ром АГМ 501 при эксплуатации котла КВГМ-20, Нижний Новгород, ул Баха, 4 за 9 месяцев при различных ре-жимных нагрузках показаны в таблице:

Числовые значения потерь получены по методике [1], и весьма близки к расчетам по европейской методике [2], стр 58. Очевидно, что при ?эфф, т.е. при самом экономичном варианте эксплуатации котельного оборудо-вания в зоне умеренного недожога, сумма потерь тепла q2 и q3 минимальна.

По результатам исследований МЭИ [3], [4], сжигание именно в условиях умеренной химической неполноты сгора-ния в разрешенных [9] [10][11] пределах 20-100 ppm моно оксида углерода, является эффективным режимом с экономией топлива, максимально возможным КПД котла и понижением образования NOX на 30-40%. Теоретические выкладки полностью подтверждены результатами замеров при сжигании газа и мазута в энергетических установках различной мощности (без учета дополнительного снижения затрат на дутьё ДВ и тягу ДС).
Труды Донецкого Национального технического университета [5] также убеждают в эффективности контролируе-мого химнедожога на примере котла ДЕ-25-14 ГМ, переведенном на коксовый газ. Там же есть подтверждение оптимизации сжигания донецкого угля, смеси его с мазутом и торфа институтом БелЭНИН-МЭИ. Доступны анало-гичные зарубежные данные об изучении КПД твердотопливных котлов. Материалы [6] демонстрируют экономич-ность использования твёрдого топлива именно при уровне монооксида углерода около 400 ppm.
По исследованиям [8], минимум суммарных тепловых потерь энергетической установки с уходящими газами и от химической неполноты сгорания лежит в области сжигания топлива с умеренным химическим недожогом.

Из представленных данных видно, что минимум (q2+q3) находится в области, где потери q2 уменьшаются бы-стрее незначительного роста потерь q3.
Режимы с умеренным недожогом оптимальны с точки зрения эффективного сжигания и экономии топлива, а так же уменьшения вредных выбросов ВВ. При этих условиях происходит подавление образования термиче-ских оксидов азота, что полностью подтверждают проводимые замеры [3]. Имеется плановое снижение выде-ления оксидов азота NOx на 25-40 процентов в зависимости от вида используемого топлива и режимных условий при незначительном увеличении концентрации оксида углерода СО в отходящих газах ниже установленных[9] [10][11] уровней в пределах 100 ppm. Суммарные показатели вредности продуктов сгорания при этом уменьшаются в 1,3-2,1 раза за счёт снижения образования NOx.
Внедрение режимов с контролируемым умеренным недожогом малозатратны и оперативны, они могут быть реализованы на котельных установках в результате режимно-наладочных испытаний и последующим управ-лением процессами сжигания при помощи газоанализаторов АГМ-501.

Скачать статью - Optimization_M.pdf

Литература:
1. Равич М.Б. Упрощенная методика теплотехнических расчетов. М., изд-во АН СССР, 1966. - 407 с.
2. Расчеты в приборах Testo AG, См. расчетные формулы.
3. П.В. Росляков и д.р. Контролируемый химический недожог - эффективный метод снижения выбросов ок-сидов азота.
4. Плешанов К.А. Разработка и исследование способа сжигания топлив с умеренным контролируемым хи-мическим недожогом. Автореферат диссертации
5. Парахин Н. Ф., Алексеева А. К. Снижение выброса окислов азота при сжигании коксового газа с помощью регулируемого остаточного химического недожога.
6. Reducing NOx emissions using Carbon Monoxide (CO) measurement. Rosemont Analytical, 1999. Carbon Mon-oxide Measurement in Coal-Fired Power Boilers/ Yokogawa Corporation of America, 2008.
7. F. Widly. Fired Heater Optimization. - Eittsburgh: AMETEK Frocess Instruments, 2006.
8. ГОСТ 10617-83 Котлы отопительные теплопроизводительностью от 0,10 до 3,15 МВТ. Общие технические условия.
9. ГОСТ 30735-2001. Котлы отопительные водогрейные теплопроизводительностью от 0,1 до 4,0 МВт. Общие технические условия.
10. ГОСТ Р 50831-95. Установки котельные. Тепломеханическое оборудование