Инновационные решения на основе технологии возвратно-вихревого смешивания

В настоящее время в мировой практике наиболее перспективным и экологически чистым видом топлива является природный газ, что определяет увеличение количества его потребителей и объема добычи и одновременно расширение номенклатуры источников (шахтный метан, синтез газ и т.д.).

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, выступающими на первый план требованиями становятся:

• равномерность температурного поля топочного пространства, обеспечивающая равномерность тепловосприятия трубами экранной системы, что ведет к недопущению локальных перегревов и пережогов поверхностей нагрева;
• равномерность тепловыделения в топочном пространстве в широком диапазоне изменения нагрузки. Данное требование обусловлено необходимостью длительной работы котла на нагрузках, существенно меньших номинальных, с сохранением на номинальном или даже большем уровне основных теплотехнических показателей работы;
• малое гидравлическое сопротивление по трактам горючего и окислителя. Выполнение данного требования делает возможным существенное повышение эффективности работы котла на малых нагрузках, путем полного отключения тягодутьевых средств, а также делает возможным работу ОО при минимальных давлениях газа: 1-5 мм в.ст.

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 СНГ (ГУ SF) 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 (ГУ SF) 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 технологии возвратно-вихревого смешивания (усовершенствованная струйно-нишевая технология) обеспечивают наиболее эффективное использование энергоресурсов!

• Звоните по телефону - 8 (343) 380 23 40
• Пишите на почту -