15 Мар 2011
В России использование природного газа в огнетехническом оборудовании (ОО) достаточно распространено. В то же время негативно отражается на стабильности и благополучии населения России рост цен на природный газ, который является причиной повышения цен на коммунальные услуги и продукцию отечественных предприятий. В связи с этим на газоиспользующем оборудовании просто необходимо использование энергоэффективных технологий сжигания газа, так как существует проблема экономии и рационального использования природного газа.
На сегодняшний день в России эксплуатируются тысячи единиц огнетехнического оборудования, срок эксплуатации которого составляет более 20 лет. Выход за проектный срок службы формирует современное положение и специфику работы этих объектов.
Безотказная, эффективная и экологически чистая работа такого оборудования возможна лишь при выполнении современных, повышенных требований к количественным и качественным характеристикам топочного процесса огнетехнических объектов. В этой связи, на первый план выступают следующие требования:
В настоящее время на рынке России присутствует большое количество различного типа горелочных устройств (ГУ) ведущих мировых производителей. Основные усилия при разработках таких устройств производители направляют на обеспечение рационального распределения горючего в потоке окислителя, турбулизацию топливной смеси и создание зон обратных токов в области стабилизации факела. Однако если им это удается, то только в очень узких диапазонах изменения режимных факторов и поэтому не обеспечивается вся полнота требований, в совокупности предъявляемых к топочному процессу.
Работа ГУ при переменных режимах осложняется разрушением циркуляционных зон высоконагретых продуктов сгорания, обеспечивающих аэродинамическую стабилизацию горения, нарушением равномерности распределения горючего в потоке окислителя, а также выходом концентрации топливной смеси в зонах обратных токов за пределы воспламенения.
Для решения этих проблем необходимо использование технологии сжигания топлива, основанной на газодинамической схеме, предусматривающей поперечную подачу горючего в сносящий поток окислителя перед вихреобразователем в виде ниш (струйно-нишевая система).
В струйно-нишевой системе в широких пределах изменения режимных факторов (скорость газа, скорость воздуха, давление, температура) реализуются устойчивые и легкоуправляемые вихревые структуры с высокой интенсивностью турбулентности потоков горючего и окислителя, а также зоны обратных токов, обеспечивающие качественное смесеобразование с необходимым уровнем горючей концентрации и надежную аэродинамическую стабилизацию горения. Объем вихрей на несколько порядков меньше, чем у традиционных вихревых ГУ, поэтому их влияние на пульсации в топке котла, а также эрозионное влияние на амбразуру и другие элементы котла относительно мало. Малый объем вихрей позволяет проводить пуск и эксплуатацию ГУ с малым расходом газа, что обеспечивает безопасность пуска. Улучшение смесительных свойств ГУ повышает надежность работы при предельно малых коэффициентах избытка воздуха и, следовательно, при повышенных значениях средней температуры факела в топке.
Все вышеописанные преимущества струйно-нишевой системы, позволяют увеличить тепловосприятие радиационной части и приводят к снижению температуры уходящих газов, т.к. количество тепла, переданное радиационным излучением в топке, пропорционально температуре факела в четвертой степени. Повышение среднего уровня температуры, ее равномерность в топке котла, вследствие оптимального смесеобразования, сопровождается значительным уменьшением неравномерности тепловых потоков, и таким образом приводит к повышению надежности работы котла в целом. Упорядоченная структура течения горючего и окислителя в ГУ со струйно-нишевой системой обеспечивает самоохлаждение элементов ГУ за счет теплообменных процессов при подогреве воздуха и газа. Одной из особенностей струйно-нишевой системы является малое гидравлическое сопротивление по трактам горючего и окислителя, что позволяет значительно снизить давление газа и воздуха при эксплуатации ГУ. Все это позволяет данной технологии сжигания оптимально вписаться в сложную аэротермохимическую схему огнетехнического объекта.
ГУ СНГ не только работает на новом оборудовании, но и позволяет достаточно быстро модернизировать морально устаревшие огнетехнические объекты (срок эксплуатации более 30 лет), обеспечивая технические характеристики на уровне лучших мировых показателей по экономичности, экологической безопасности и надёжности.
Срок окупаемости такой модернизации, только за счёт экономии топлива, не превысит одного года эксплуатации. При этом имеет место значительная экономия электроэнергии, существенное увеличение межремонтного периода работы объектов, повышение уровня безопасности и т.д.
Многолетний опыт эксплуатации огнетехнических объектов показал, что инновационные решения в сфере энергосбережения на основе струйно-нишевой технологии сжигания топлива обеспечивают наиболее эффективное использование энергоресурсов.
Материал предоставлен ООО "УралоСибирская Компания "Спецгазпром"
Начало активности (дата): 15.03.2011
