Ступенчатое сжигание топлива.

При ступенчатом сжигании топлива горелки в топке котла размещают в несколько ярусов (обычно 3÷4). Избыток воздуха изменяется тоже поярусно.

Наилучший эффект даёт трёхступенчатое сжигание топлива. Суть трёхступенчатого сжигания состоит в том, что по высоте топочной камеры организуют три зоны. В первой (нижней) зоне топки сжигается основное количество топлива (70÷85 %) при избытке воздуха близком к единице. На выход из зоны активного горения подаётся остальная часть топлива (15÷30 %) и соответствующее количество воздуха с таким расчётом, чтобы суммарный избыток воздуха в ней составлял 0,9÷0,95 (т.е. небольшой недостаток для полного сжигания топлива), благодаря чему в этой части топки создаётся зона с восстановительной средой, в которой продукты неполного горения (CO, H ₂, C _n H _m) восстанавливают уже образовавшиеся окислы азота NO до N ₂.

Выше этой зоны в верхней части топки организуется зона дожигания оставшихся продуктов неполного сгорания с участием третичного воздуха, подаваемого под повышенным давлением через специальные сопла (см. рис. 2).

Рис. 2. Принципиальная схема трёхступенчатого сжигания топлива в топке котла

Уменьшение выбросов оксидов азота при ступенчатом сжигании топлива в среднем составляет:

- при сжигании угля – до 40 %,

- при сжигании мазута – до 35 %,

- при сжигании природного газа – до 45 %.

Использование ступенчатого сжигания топлива в топке котла приводит к снижению технико-экономических показателей котла. Увеличивается избыток воздуха на выходе из топочной камеры, и при этом возрастает температура газов на выходе из топки в среднем на 4÷5 °C, а КПД котла снижается на 0,2÷0,5 %. Кроме того, несколько увеличивается расход электроэнергии на собственные нужды, что приводит к дополнительному снижению КПД котла нетто на 0,1÷0,8 %.

Рециркуляция дымовых газов.

Рециркуляция дымовых газов из конвективной шахты в тракт воздуха осуществляется, как правило, с помощью дополнительного дымососа рециркуляции газов (ДРГ) (см. рис. 3).

Рис. 3. Принципиальная схема рециркуляции дымовых газов котла с использованием дымососов рециркуляции газов

1 – топка котла; 2 – дымосос рециркуляции газов; 3 – регенеративный воздухоподогреватель; 4 – дымосос; 5 – дутьевой вентилятор; 6 – смесительная камера.

Для улучшения перемешивания газов рециркуляции с воздухом, который поступает в топочную камеру, устанавливают смесители. Доля рециркулирующих газов обычно не превышает 20 %. Благодаря рециркуляции дымовых газов снижаются концентрация кислорода в зоне горения топлива и температура горения.

Уменьшение выбросов NO _x при использовании данного метода может быть доведено:

- при сжигании угля – до 25 %;

- при сжигании мазута – до 30 %;

- при сжигании природного газа – до 33 %.

Технико-экономические показатели ТЭС при этом заметно ухудшаются. Возрастает расход электроэнергии на собственные нужды (за счёт привода дымососов рециркуляции газов). Кроме того, растёт температура уходящих газов, что приводит к снижению КПД котла на 0,6÷1,3 %.

Иногда рециркуляцию дымовых газов осуществляют на всасе дутьевых вентиляторов, если при этом имеется достаточный запас их производительности. Доля рециркуляции при этом обычно не превышает 10 %. В этом случае также возрастает температура уходящих газов и снижается КПД котла, возрастают затраты электроэнергии на собственные нужды из-за роста расхода электроэнергии на дутьевые вентиляторы.