Nə üçün mayeləşdirilmiş yataq yanması aşağı yük rejimində çox sabitdir?

Maye yatağı yanması sənaye elektrik enerjisi istehsalı və istilik bərpa tətbiqləri üçün ən etibarlı termal çevrilmə texnologiyalarından biridir. Ənənəvi qafas əsaslı yanma sistemlərindən fərqli olaraq, maye yatağı yanması geniş iş rejimi boyu fövqəladə sabitlik əldə edir, xüsusilə çoxlu konvensiya sobaları tam olmayan yanma və səmərəlilik itiriləri ilə mübarizə apardıqları aşağı yüklü iş rejimində. Bu sabitliyi təmin edən mexanizmlərin başa düşülməsi, operatorlar üçün etibarlı performans, azaldılmış emissiyalar və tələbkar sənaye mühitlərində proqnozlaşdırıla bilən yanacaq çevikliyi əldə etmək üçün vacibdir.

Dövri maye yataqlı qazanın əsas üstünlüyü, yanacaq daxilolmasının nominal gücü ilə müqayisədə əhəmiyyətli dərəcədə azaldılması halında belə yanma intensivliyini və istilik keçirilməsinin bərabərliyini saxlama qabiliyyətindən ibarətdir. Bu sabitlik, maye yatağının özünəməxsus qarışdırma xüsusiyyətlərindən irəli gəlir, burada bərk yanacaq zərrəcikləri yuxarı istiqamətdə hərəkət edən hava axınında asılı vəziyyətdə qalır, nəticədə yanma havası ilə davamlı təmas yaranır və yük dəyişikliklərindən asılı olmayaraq demək olar ki, tam oksidləşmə təmin olunur.

Az yüklü iş rejimində yatağın sabitliyinin fizikası

Birgə qarışdırma və termal kütlə

Dövri maye yataqlı qazanlarda yanacaq, kül, əhəng daşı və inert bərk maddələrin sıx qarışığı yanma sürətləri azaldıqda temperatur dalğalanmalarını yumşaldan əhəmiyyətli istilik kütləsi yaradır. Bu istilik ehtiyatı yükün azalması zamanı sabit lövhəli sistemlərdə adətən baş verən anidən temperaturun düşməsini qarşısını alır. Siklonlardan yanma otağına davamlı bərk maddələrin təkrar dövrü, isti zərrəciklərin gələn soyuq havayla davamlı qarışmasını təmin edir və beləliklə, yanacaq verilmə sürəti tam yükdən 30 və ya 40 faizə endikdə belə, yataq temperaturunu 800–950 dərəcə Selsi dərəcəsi aralığında nisbətən bərabər saxlayır.

Artıq Hava Paylanması və Oksigenin Mövcudluğu

Sıvılaşdırılmış yataq yanma sistemləri yanma zonasında oksigenin anlık yanacaq verilmə dəyişikliklərindən asılı olmayaraq davamlı olaraq mövcud olmasını təmin etmək üçün 20–35 faiz artıq hava ilə işləyir. Bu geniş hava payı lokal yanacaqdan zəngin sahələrin yaranmasını qarşısını alır, belə ki, bu sahələr tam olmayan yanma məhsulları əmələ gətirərdi və yanacaq birdən artıqda sürətli istilik buraxılmasına imkan verərdi. Dövr edən sıvılaşdırılmış yataq sobası dizaynı yanma havasını yanıcı hissənin hündürlüyü boyu çoxsaylı portlardan yayır və bu, uçucu maddələrin aşağı bölgələrdə sürətlə yandığı, kömür qalığının oksidləşməsinin isə daha yüksək səviyyələrdə davam etdiyi qatlı zonalar yaradır; beləliklə, yüklənmənin azaldığı keçid dövrlərində yanma intensivliyi saxlanılır.

Qismən yük zamanı sıvılaşdırılmış yataq yanmasının emissiya nəzarəti

Əhəng daşı enjeksiyası və kükürd tutulması

Dəqiqələşdirilmiş yataq yanması emissiyalarının idarə edilməsinin ən mühüm üstünlüklərindən biri, sistemnin mürəkkəb aşağı axın avadanlığı tələb etmədən bütün yük aralığında kükürd dioksidini tutmaq üçün natural qabiliyyətidir. Yanıcıda inyeksiya edilən kalsit zərrəcikləri 850 dərəcə Selsiy temperaturda birbaşa SO2 ilə reaksiyaya girir və bu reaksiya sürəti sobanın tam yüklə işləməsindən və ya 40 faiz yük ilə işləməsindən asılı olmayaraq nisbətən sabit qalır. Dövrədə dəqiqələşdirilmiş yataq qaz generatorunda bərk maddələrin uzun qalma müddəti kiçik miqdarda kalsitin kifayət qədər kükürd tutmasını təmin edir və bu da kükürd dioksidinin emissiyasını 200 mq/Nm³-dən aşağı saxlayır, beləliklə, tüstü qazı desulfurizasiya süzgəcləri tələb olunmur.

Azot oksidlərinin əmələ gəlməsi və suppressiyası

Maye yataqlı yanma emissiyalarının idarə edilməsi NOx əmələ gəlməsini üç mexanizm vasitəsilə azaldır: termal NOx-u suppress edən aşağı yanma temperaturları, yanacaq NOx-unu minimuma endirən nəzarət olunan hava mərhələləri və lokal yüksək temperatur zonalarını qarşısını alan sürətli qarışdırma. Az yüklü iş rejimində azaldılmış yanacaq daxilolması təbii olaraq zirvə temperaturlarını aşağı saxlayır; bu, tam yüklü şəraitdən adətən 100–150 °S aşağıdır və bu da konvensiya pulverizə edilmiş kömür sobalarına nisbətən NOx istehsalını 40–60 faiz azaldır. Dövrəvi maye yataqlı soba seçici katalitik reduksiyadan istifadə etmədən azot oksidlərinin emissiyasını adətən 150–250 mq/Nm³ səviyyəsində saxlayır; beləliklə, sərt ekoloji standartlara uyğunluq üçün sərfəli həll imkanı yaradır.

Azaldılmış Güc Rejimində Maye Yataqlı Yanmanın Səmərəliliyinin Yaxşılaşdırılması

Yanma Tamamlanması və Yanmamış Karbon

Sıvılaşdırılmış yataq yanma səmərəliliyinin artırılması, bütün yük spektrunda demək olar ki, tam yanma ilə əldə edilən fundamental üstünlükdən başlayır. Dövrədə olan sıvılaşdırılmış yataq qazanında yanacaq zərrəciklərinin yanma havası ilə davamlı qarışdırılması aşağı külə daxil olma ehtimalını praktiki olaraq aradan qaldırır; bu isə 60 faizdən az yük altında işləyən şaquli yanma sistemlərində səmərəliliyi aşağı salan bir problemdir. Sınaq nəticələri 50 faiz yük səviyyəsində 98,5 faizdən yuxarı yanma səmərəliliyini təsdiqləyir; buna qarşı eyni ölçülü tozlaşdırılmış kömür qazanlarında bu göstərici 94–96 faiz arasında dəyişir. Beləliklə, oksidləşməmiş karbonun hissəvi istilik itirilməsi nəticəsində itiriləcək 2–4 faizlik istilik çıxışı bərpa olunur.

İstilik keçirilməsinin artırılması və yataq sıxlığının idarə edilməsi

Dövri yataqlı sobada maye daxilində hissəciklərin sıx süspensiyası istilik keçirilməsi əmsallarında istisnai artım yaradır — adətən sobanın divarlarında 100–150 Vt/m²K, bu göstərici yükün azalması zamanı demək olar ki, sabit qalır. Az yüklü iş rejimində operatorlar hava sürəti və bərk maddələrin təkrar dövrəyə salınma sürətinin diqqətlə nəzarət edilməsi ilə yataq sıxlığını sabit saxlayırlar; bu da asılı hissəciklərlə istilik mübadiləsi səthləri arasındakı sıx əlaqəni qoruyur. Yataqlı yanma səmərəliliyinin artırılması, yanma kamerasının aşağı hissəsində sıx fazanın işləməsi sayəsində daha da güclənir: burada lokal hissəcik konsentrasiyası 100–150 kq/m³-ə çatır və konvektiv mexanizmləri tamamlayan radiativ istilik keçirilməsi yaranır; beləliklə, istiliyin çıxarılması sürəti yanma intensivliyinə, sobanın qaz sürətinə deyil, mütənasib olaraq davam edir.

Sənaye əməliyyatları üçün praktiki nəticələr

Yükün dəyişməsinə uyğunlaşma qabiliyyəti və şəbəkəyə dəstək

Sənaye operatorları artıq aşağı yük keçidləri zamanı mayeləşdirilmiş yataq yanması sabitliyinin şəbəkə tezlik sapmalarına və tələb dalğalanmalarına yanma səmərəliliyini və ya ekoloji performansı itirmədən sürətli cavab verə bilməsini tanıyırlar. Dövr edən mayeləşdirilmiş yataq qazanı yanma səmərəliliyini 98 faizdən yuxarı saxlayaraq və kükürd dioksid emissiyalarını qanunvericilik həddindən aşağı saxlayaraq çıxışı 100 faizdən 40 faiz yüklərə 15–20 dəqiqə ərzində azalda bilir. Bu yük çevikliyi, eyni keçidlər zamanı səmərəliliyi 85–90 faizə enən və emissiyaları dəyişən konvensional stoker və ya qafaslı yanma sistemlərində mümkünsüzdür; buna görə də mayeləşdirilmiş yataq yanması bərpa olunan enerji inteqrasiyasını və dinamik şəbəkə xidmətlərini dəstəkləyən obyektlər üçün üstünlük verilən seçimdir.

Yanacaq çevikliyi və xərclərin optimallaşdırılması

Sıvılaşdırılmış yataq yanması prosesinin daxili sabitliyi, aşağı səviyyəli kömür, neft koksu, biomassa qarışıqları və tullantılardan alınan yanacaq kimi çətin yanacaqların xərclərə görə səmərəli istifadəsini, fərqli yük şəraitləri üçün ayrıca avadanlıq modifikasiyaları tələb etmədən, təmin edir. Dövr edən sıvılaşdırılmış yataq qazanı yanacağın xassələrindəki dəyişikliklərə avtomatik olaraq uyğunlaşır: bu, kalsium karbonat dozasının dəyişdirilməsi və havanın paylanmasının tənzimlənməsi vasitəsilə həyata keçirilir; bu imkanlar yanacağın alımı daha ucuz alternativ növlərə yönəldikdə xüsusi qiymətli olur. Yanacağın keyfiyyətindəki dəyişikliklər adətən konvensiyonel sistemlərdə aşağı yüklə işləmə zamanı avadanlığın zədələnməsinə və ya işləmənin qeyri-sabitliyinə səbəb olur; lakin sıvılaşdırılmış yataq yanması prosesi yanacağın tərkibinə və ya mövcudluğuna baxmayaraq, sabit yanma və emissiya nəzarətini saxlayır, bu da avadanlığa edilən investisiyaları qoruyur və proqnozlaşdırıla bilən işləmə marjlarını təmin edir.

Tez-tez verilən suallar

Niyə yanacaq daxilolması azaldıqda sıvılaşdırılmış yataq yanması temperatur sabitliyini saxlayır?

Dövriyyədə olan bərk maddələrin istilik tutumu və siklonlardan yanma otağına geri qaytarılan isti zərrəciklərin davamlı dövriyyəsi temperatur dəyişikliklərini yumşaldan əhəmiyyətli bir istilik ehtiyatı yaradır. Yanacaq verilməsi azalanda belə, yataqdan keçən isti bərk maddələr yanma intensivliyini və yataq temperaturunu saxlayır və sabit lövhəli sistemlərdə yayılmış temperaturun kəskin düşməsini qarşısını alır. Bu istilik yumşaldılması, artıq yanma havası təminatı və bərabər zərrəcik qarışdırılması ilə birlikdə, yükləmənin 100%-dən 30%-ə qədər bütün diapazonunda yataq şəraitinin nisbətən bərabər qalmasını təmin edir.

Dövriyyəli mayeləşdirilmiş yataqlı qazan aşağı yükləmə rejimində necə emissiyaları azaldır?

Sıvılaşdırılmış yataq yanması ilə əlaqədar emissiya nəzarəti bir neçə inteqrasiya olunmuş mexanizm vasitəsilə həyata keçirilir: kalsium karbonatın (kireç daşının) qarışdırılması, yük səviyyəsindən asılı olmayaraq, yanma kamerasında birbaşa kükürd dioksidini tutur; qatı maddələrin uzadılmış qalma müddəti yanacağın karbonunun tam oksidləşməsini təmin edir; sıvılaşdırılmış yataq yanmasının xarakterik aşağı zirvə temperaturu isə tozlaşdırılmış kömür sistemlərinə nisbətən azot oksidlərinin əmələ gəlməsini 40–60 faiz azaldır. Yükün aşağı keçid fazalarında bu mexanizmlər davam edir, çünki onlar qaz sürətindən və ya soba içində qazın qalma müddətindən deyil, qatı maddələrin qarışdırılmasından və kimyəvi reaksiyalardan aslıdır; beləliklə, işləmə diapazonu boyu emissiya standartlarına uyğunluq saxlanılır.

Elektrostansiyalar 50 faizdən aşağı yüklə işlədikdə sıvılaşdırılmış yataq yanmasının səmərəliliyində hansı yaxşılaşmalar baş verir?

Dövri yataq yanma qurğularında yüklənmənin azaldılması ilə əlaqədar yanma səmərəliliyinin artırılması aşağıdakıları nəzərdə tutur: asılı hissəciklərin qarışması sayəsində yanmamış karbonun olmaması nəticəsində yanma tamamlanmasının 98,5 faizdən artıq olması; istilik keçirilməsi əmsallarının həcmi nəzərə alınmadan 100–150 Vt/m²K intervalında sabit qalması; sıx faza rejiminin qaz sürətindən asılı olmayaraq radiativ istilik keçirilməsini saxlaması. Bu mexanizmlər dövri yataq buxar generatorlarının tam yüklənmə zamanı əldə edilən istilik səmərəliliyindən yalnız 1–2 faizlik fərq ilə işləməsinə imkan verir, ənənəvi qurğulara nisbətən 2–4 faizlik səmərə artımı təmin edir və yanacaq qiymətlərinin aşağı yüklənmə rejimini daha məqsədəuyğun etdiyi dövrlərdə qurğunun mənfəətli işləməsini mümkün edir.