Suyıqtırılğan tөmendegi otyndy qoşylımynyń tuırılyğı nesе себепті жоғarы?

Сұйықтандырылған қабатта жану – өнеркәсіптік электр энергиясын өндіру мен жылу қайтару қолданбалары үшін ең сенімді жылулық түрлендіру технологияларының бірі. Дәстүрлі шыбықты жану жүйелерінен айырмашылығы, сұйықтандырылған қабатта жану кең жұмыс ауқымы бойынша ерекше тұрақтылыққа ие болады, әсіресе көптеген дәстүрлі бу қазандары толық емес жану мен пайдалы әсер коэффициентінің төмендеуімен күресетін төмен жүктемелі жұмыс кезінде. Бұл тұрақтылықты қамтамасыз ететін механизмдерді түсіну – қатаң өнеркәсіптік орталарда сенімді жұмыс істеу, шығарындылардың азаюы және отынның икемділігінің болжануын қамтамасыз етуге тырысатын операторлар үшін маңызды.

Циркуляцияланған құмды жатықтықтың негізгі артықшылығы — отын көлемі номиналды қуаттан әлдеқайда төмендеген кезде де жану интенсивтілігі мен жылу алмасу біркелкілігін сақтай алуында. Бұл тұрақтылық құмды жатықтықтың өзіндік араласу қасиеттерінен туындайды: қатты отын бөлшектері ағып келе жатқан ауа ағынында ілгері қарай қозғалыста ұсталып, жану ауасымен үздіксіз түйісуін қамтамасыз етеді және жүктеме өзгерістеріне қарамастан шамамен толық тотығуға мүмкіндік береді.

Төмен жүктемеде жатықтықтың тұрақтылығының физикасы

Біркелкі араласу және жылулық масса

Айналып тұрған құмды жатықтықтың отын қазандығында отын, зола, әктасты және инертті қатты заттардың тығыз қоспасы жану жылдамдығы төмендеген кезде температураның тербелісін буферлеуге қабілетті үлкен жылу массасын құрайды. Бұл жылу қоры жүктемені төмендеткен кезде тұрақты решеткалық жүйелерде әдетте байқалатын сапарлы температура төмендеуін болдырмауға көмектеседі. Циклоннан қайтадан жанғыш құрылғыға қатты заттардың үздіксіз қайта айналымы ыстық бөлшектердің келетін салқын ауамен үздіксіз араласуын қамтамасыз етеді, ол 800–950 градус Цельсий аралығында жатықтық температурасының салыстырмалы түрде біркелкілігін қамтамасыз етеді, мұндай кезде отын беру жылдамдығы толық жүктеменің 30 немесе 40 пайызына дейін төмендейді.

Артық ауа таратылуы және оттегі қолжетімділігі

Сұйықтамалы қабатты жану жүйелері отынның лездік берілуіндегі ауытқуларға қарамастан, жану аймағында оттегінің болуын қамтамасыз ететін, ауаның артық мөлшері 20 пен 35 пайызы арасында жұмыс істейді. Бұл кең ауа шегі отын мөлшері қатап жоғарылаған кезде толық емес жану өнімдерін тудыратын жергілікті отынға бай қалталардың пайда болуын болдырмауға мүмкіндік береді және жылу босатылуының жылдамдығын қамтамасыз етеді. Циркуляциялық сұйықтамалы қабатты бу қазандығының конструкциясы жану ауасын жанғыш құрылғының биіктігі бойынша бірнеше тесік арқылы таратады, ол төменгі бөліктерде летуч заттардың тез жануы мен жоғары деңгейлерде кокстың тотығуын қамтамасыз ететін қабаттасқан аймақтарды құрады; бұл төмен қуатты режимдегі өтпелі процестер кезінде жанудың интенсивділігін сақтайды.

Бөлшекті жүктеме кезіндегі сұйықтамалы қабатты жанудың шығындарын бақылау

Әктастың енгізілуі және күкірттің тұтылуы

Suyықтандырылған қабатта жану кезіндегі зиянды заттардың шығарылуын бақылаудың ең маңызды артықшылықтарының бірі — бұл жүйенің күрделі төменгі деңгейдегі жабдықтарды қажет етпей, барлық жұмыс жүктемесі диапазонында күкірт диоксидін табиғи түрде ұстай алу қабілеті. Жанғыш құрылғыға енгізілген әктас бөлшектері 850 градус Цельсий температурасында тікелей SO2-мен әрекеттеседі, және бұл реакция жылдамдығы пеш толық қуатта немесе 40 пайыздық жүктемеде жұмыс істеген кезде де салыстырмалы түрде тұрақты қалады. Циркуляцияланатын суықтандырылған қабатты пеште қатты бөлшектердің ұзақ уақыт қалуы әктас мөлшері аз болған жағдайда да жеткілікті күкірт ұстауын қамтамасыз етеді, ол күкірт диоксидінің шығарылуын фильтрлік газды десульфуризациялау қондырғыларынсыз 200 мг/Нм³-ден төмен ұстайды.

Азот оксидтерінің түзілуі мен басылуы

Сұйықтамалы қабатта жану кезінде азот оксидтерінің түзілуін реттеу үш механизм арқылы жүзеге асады: жоғары температурада түзілетін азот оксидтерін басатын төмен жану температуралары, отыннан түзілетін азот оксидтерін азайтатын бақыланатын ауа сатылары және жергілікті жоғары температура аймақтарын болдырмау үшін жедел араластыру. Төмен қуатты жұмыс режимінде отын енгізу азаяды, сондықтан пиктік температура табиғи түрде төмендейді — бұл толық қуатта жұмыс істегендегіге қарағанда әдетте 100–150 °C-ға төмен, нәтижесінде азот оксидтерінің түзілуі дәстүрлі ұнтақталған көмірлі бу қазандарымен салыстырғанда 40–60 пайызға азаяды. Циркуляциялық сұйықтамалы қабатты қазан азот оксидтерінің шығарылуын әдетте 150–250 мг/Нм³ аралығында ұстайды, бұл селективті каталитикалық қалпына келтіруді қолданбай-ақ қатаң экологиялық стандарттарға қолайлы және экономикалық түрде сәйкес келуді қамтамасыз етеді.

Төмен қуатта жұмыс істеген кездегі сұйықтамалы қабатта жанудың пайдалы әсерлілігін арттыру

Жанудың толықтығы және жанбаған көміртегі

Сұйықтандырылған қабатта жану тиімділігін жақсарту – барлық жұмыс режимінде отынның толық тотығуы деген негізгі артықшылықтан басталады. Циркуляцияланатын сұйықтандырылған қабатты пеште отын бөлшектері мен жану ауасының үздіксіз араласуы төменгі золақта шамамен толық емес жанған көмірдің пайда болуын толықтай болдырмаған, ал бұл 60 пайыздан төмен жұмыс режимінде решеткалық жану жүйелерінің тиімділігін төмендетеді. Сынақ нәтижелері 50 пайыздық жұмыс режимінде 98,5 пайыздан асатын жану тиімділігін тұрақты көрсетеді, ал осындай тозаңдалған көмірлі қондырғыларда бұл көрсеткіш 94–96 пайыз құрайды; яғни, толық тотықпаған көмірдің сезілетін жылуы ретінде жоғалып кететін 2–4 пайыздық жылу өнімі қайтарылады.

Жылу алмасуын жақсарту және қабат тығыздығын реттеу

Циркуляциялық қабатты пеште бөлшектердің тығыз ілеспесі жоғары жылу берілу коэффициенттерін қамтамасыз етеді — олар әдетте пеш қабырғаларында 100–150 Вт/м²К құрайды және өндіріс көлемін төмендеткенде де шамамен тұрақты қалады. Төмен жүктемелі жұмыс режимінде операторлар ауа жылдамдығы мен қатты заттардың қайта циркуляциялану жылдамдығын дәл реттеу арқылы қабат тығыздығын тұрақты ұстайды, сондықтан ілеспеген бөлшектер мен жылу алмасу беттері арасындағы тығыз қатынас сақталады. Қабатты жану тиімділігінің жақсартылуы төменгі жанғыш бөлімде тығыз фазалы жұмыс режимі арқылы одан әрі күшейтіледі, мұнда жергілікті бөлшек концентрациясы 100–150 кг/м³-ге жетеді; бұл конвективті механизмдерді толықтыратын сәулелену арқылы жылу берілуін қамтамасыз етеді және жылу шығару жылдамдығын жану интенсивтілігіне пропорционал, ал пеш газының жылдамдығына емес, ұстауға мүмкіндік береді.

Өнеркәсіптік жұмыстың практикалық әсерлері

Жүктеменің өзгеруіне икемділік пен желілік қолдау

Өнеркәсіптік операторлар басқарылатын құмды отын жану қондырғысының төмен қуатты кезеңдердегі тұрақтылығы торап жиілігінің ауытқулары мен сұраныс тербелістеріне жылдам реакция беруге мүмкіндік беретінін, бірақ отын тиімділігін немесе экологиялық көрсеткіштерді нашарлатпайтынын барынша түсінеді. Циркуляциялық құмды отын жану қондырғысы қуатын 100 пайыздан 40 пайызға дейін 15–20 минут ішінде төмендетеді, бірақ жану тиімділігі 98 пайыздан жоғары, ал күкірт диоксиді шығыны реттеуші шектерден төмен болады. Бұл қуаттың икемділігі дәстүрлі стокерлі немесе шыбықты жану жүйелерінде мүмкін емес, себебі олар осындай кезеңдерде тиімділікті 85–90 пайызға дейін төмендетеді және шығындар айнымалы болады; сондықтан құмды отын жану қондырғысы жаңартылатын энергия көздерін интеграциялау мен динамикалық торап қызметтерін қолдауға арналған қондырғылар үшін негізгі таңдау болып табылады.

Отынның икемділігі мен құнды оптималдау

Qabатtan otqizylғan құмдық отынның табиғи тұрақтылығы төмен сапалы көмір, мұнай коксы, биомасса қоспалары және қалдықтан алынған отын сияқты қиын отындарды әртүрлі жұмыс жағдайлары үшін жеке жабдықтарды өзгерту қажет етпей, тиімді пайдалануға мүмкіндік береді. Айналмалы құмдық отынды құбырлары лаймстон дозасын өзгерту арқылы және ауа таратуын реттеу арқылы отын қасиеттеріндегі өзгерістерге автоматты түрде бейімделеді; бұл қабілет төмен бағалы альтернативті отындарға ауысу кезінде өте құнды болып табылады. Төмен қуатта жұмыс істеген кезде дәстүрлі жүйелерде отын сапасының өзгерістері әдетте жабдық зақымдануына немесе жұмыс істеу тұрақсыздығына әкеледі, ал құмдық отынды құбырлары тұрақты отынды құру мен шығындарды бақылауды сақтайды, жабдыққа салынған инвестицияларды қорғайды және шикізаттың құрамы мен қолжетімділігіне қарамастан болжанатын жұмыс шектерін қамтамасыз етеді.

Жиі қойылатын сұрақтар

Неге отын кірісі азайғанда құмдық отынды құбырлары температураның тұрақтылығын сақтайды?

Циркуляция қатты заттардың жылу сыйымдылығы мен циклоннан қайтадан отын камерасына ыстық бөлшектердің үздіксіз қайта циркуляциясы температураның өзгеруін буферлендіретін үлкен жылу қорын құрады. Отын беруі азайған кезде де, қабат арқылы циркуляцияланатын ыстық қатты заттар отынның интенсивтілігін және қабат температурасын сақтайды, бұл тұрақты торлы жүйелерде кездесетін температураның құлауын болдырмаған. Бұл жылу буферленуі, артық отын әуесінің болуы мен біртекті бөлшек араласуымен қосылып, 100-ден 30 пайызға дейінгі жұмыс жүктемесі диапазонында барлық қабат жағдайларын салыстырмалы түрде біркелкі ұстайды.

Циркуляцияланатын сұйықтандырылған қабатты будың генераторы төмен жүктемеде шығарындыларды қалай азайтады?

Сұйықтамалы қабатта жану кезінде зиянды шығындарды бақылау бірнеше интеграцияланған механизмдер арқылы жүзеге асады: известняқтың енгізілуі күкірт диоксидін тікелей жанармай құрылғысында, жұмыс жағдайына тәуелсіз, ұстап алады; қатты заттардың ұзақ ұстау уақыты отын көміртегінің толық тотығуын қамтамасыз етеді; сондай-ақ сұйықтамалы қабатта жану кезіндегі төмен пик температуралары азот оксидтерінің түзілуін ұнтақталған көмір жүйелерімен салыстырғанда 40–60 пайызға төмендетеді. Төмен қуатты жұмыс режиміндегі өту кезеңдерінде бұл механизмдер газ жылдамдығына немесе пештегі ұстау уақытына емес, қатты заттардың араласуы мен химиялық реакцияларға тәуелді болғандықтан, әрі қарай тиімді қалады және жұмыс ауқымы бойынша зиянды шығындардың нормаларға сай болуын қамтамасыз етеді.

Электр станциялары 50 пайыздан төмен қуатта жұмыс істеген кезде сұйықтамалы қабатта жану әсерлілігінің қандай жақсартулары орын алады?

Сұйықтандырылған қабаттағы жану тиімділігінің төмен жүктемеде жақсартылуына жану толықтығының 98,5 пайыздан асуы, себебі ілінбейтін бөлшектердің араласуы көміртектің жанбаған қалдықтарын жояды; жылу берілу коэффициенттерінің өткізу қабілетіне қарамастан, 100–150 Вт/м²К аралығында тұрақты қалуы; тығыз фазада жұмыс істеу газдың жылдамдығына тәуелсіз сәулелену арқылы жылу берілуін сақтауы кіреді. Бұл механизмдер циркуляциялық сұйықтандырылған қабаттық бу қазандарының толық жүктемедегі жұмыс көрсеткішінен 1–2 пайызға аз ғана айырмашылықпен жылулық тиімділікті сақтауына мүмкіндік береді, ол конвенционалды қондырғыларға қарағанда 2–4 пайызға жоғары көрсеткіш болып табылады және отын бағалары төмен қуатта жұмыс істеуді қолайлы еткен кезеңдерде тиімді жұмыс істеуге мүмкіндік береді.