Nghiên cứu giải pháp đốt cháy antraxit kèm khí đốt để nâng cao hiệu suất cháy của antraxit và giảm phát thải trong nhà máy nhiệt điện

- 28 1.3 Chỏy khớ than ƣớt.
- 44 3.2 Tớnh tỷ lệ khớ than ƣớt.
- 45 3.3 Tớnh chỏy hỗn hợp antraxit và khớ than ƣớt.
- 60 3.4 Sản xuất khớ than ƣớt.
- 84 4.4.2 Nhiờn liệu antraxit kốm khớ than ƣớt.
- 27 Bảng 1.6 Đặc tớnh của khớ than ƣớt [10.
- 36 Bảng 2.4 Tỉ lệ lƣu lƣợng, nhiệt độ giú cấp khi đốt dầu FO.
- 41 Bảng 2.8 Tỉ lệ lƣu lƣợng, nhiệt độ giú cấp khi đốt antraxit.
- 44 Bảng 3.2 Thành phần khớ than ƣớt.
- 45 Bảng 3.3 Kết quả tớnh chỏy khớ than ƣớt.
- 57 Bảng 3.9 Tỉ lệ lƣu lƣợng, nhiệt độ giú cấp khi đốt hỗn hợp.
- 58 Bảng 3.10 So sỏnh phỏt thải, nhiệt độ chỏy lý thuyết, hiệu suất của cỏc phƣơng ỏn 60 Bảng 3.11 Thụng số cơ bản lũ khớ húa than cụng suất 18.000 m3/h [18.
- 81 Bảng 4.3 Thụng số đầu vào mụ hỡnh quỏ trỡnh chỏy antraxit kốm khớ than ƣớt.
- 14 Hỡnh 1.4 Mối quan hệ nhiệt độ bắt lửa Tbl (T15, RI) và hàm lƣợng chất bốc Vc.
- 21 Hỡnh 1.5 Mối quan hệ nhiệt độ chỏy và hàm lƣợng chất bốc [3.
- 61 Hỡnh 3.4 Bố trớ vũi đốt khớ than ƣớt.
- 80 Hỡnh 4.6 Sự phõn bố nhiệt độ trờn cỏc mặt cắt.
- 85 Hỡnh 4.7 Sự phõn bố nhiệt độ trờn từng mặt.
- 89 Hỡnh 4.14 Sự phõn bố nhiệt độ trong buồng đốt.
- 90 Hỡnh 4.15 Sự sai khỏc nhiệt độ trong hai trƣờng hợp.
- Đề phũng ăn mũn nhiệt độ cao.
- Sản xuất khớ than ƣớt.
- Hỗn hợp bắt lửa khi thành phần và nhiệt độ phự hợp.
- Hỗn hợp chỏy (chỏy cỏc giọt rất bộ hay đỏm mõy giọt bộ).
- (1-2) Trong đú: λv: là hằng số húa hơi [m2/ s], ρg: là khối lƣợng riờng pha hơi, αg: là hệ số dẫn nhiệt độ pha hơi, Cg: là nhiệt dung riờng pha hơi, T∞: là nhiệt độ khớ xa giọt lỏng, TB: là nhiệt độ sụi của nhiờn liệu.
- Khuếch tỏn hơi nhiờn liệu từ bề mặt lỏng ra ngoài tới màng lửa, hơi núng dần thờm trờn đƣờng đi: Khối lƣợng và thời gian khuếch tỏn tới màng lửa phụ thuộc bản chất nhiờn liệu, nhiệt độ buồng lửa.
- Lũ 11 chứa khớ cú thành phần và nhiệt độ đó biết.
- Hơi khuếch tỏn ra khỏi giọt, hỗn hợp với khụng khớ và bắt lửa khi đạt một thành phần và nhiệt độ xỏc định.
- Giọt cú nhiệt độ đồng đều, nhiệt cấp chỉ để bay hơi.
- (1-5) Trong đú: ∆T – hiệu nhiệt độ giữa ngọn lửa và giọt.
- Việc tớnh toỏn chỉ cú ý nghĩa định hƣớng vỡ phải chấp nhận nhiều giả thiết trờn, ngoài ra cũn thiếu hiểu biết về nhiệt độ và khối lƣợng riờng của lớp khớ ở giữa giọt và ngọn lửa.
- Đƣa một phần nhỏ khụng khớ vào xung quanh miệng phun để đề phũng nhiệt độ gốc ngọn lửa quỏ cao.
- Nhiệt lƣợng bắt chỏy Nhiệt độ bắt lửa của một loại nhiờn liệu dƣới điều kiện nhất định đƣợc xỏc định bởi điều kiện tới hạn của quỏ trỡnh bắt chỏy.
- Điều kiện bắt lửa của dũng bột than khụng chỉ tớnh đến nhiệt độ mà cũn phải tớnh đến cả lƣợng nhiệt cần cung cấp cho dũng bột than.
- Lƣợng nhiệt cần thiết cho quỏ trỡnh bắt lửa, nghĩa là lƣợng nhiệt cần thiết đƣa hỗn hợp tới nhiệt độ bắt lửa và đƣợc gọi là nhiệt lƣợng bắt lửa: Qbl (kJ/kg.h), đƣợc xỏc định theo cụng thức sau [5.
- T - nhiệt độ ban đầu của hỗn hợp giú cấp 1 và bột than, 0C tbl - nhiệt độ bắt lửa, oC.
- Từ cụng thức 1.8 ta thấy cỏc yếu tố ảnh hƣởng chớnh tới nhiệt lƣợng bắt lửa gồm cú: lƣu lƣợng và tốc độ giú cấp 1, nhiệt độ giú núng và nhiệt độ khúi vựng bắt lửa, độ mịn của bột than, nhiệt độ bắt chỏy của dũng bột than, nồng độ dũng bột than, trƣờng khớ động trong buồng lửa.
- Nhiệt độ giú núng và nhiệt độ khúi vựng bắt lửa Nõng cao nhiệt độ ban đầu của dũng hỗn hợp giú cấp 1 và bột than cú thể giảm đƣợc lƣợng nhiệt cần thiết để đạt tới trạng thỏi bắt lửa, làm cho sự bắt lửa dịch về phớa trƣớc gần vũi phun hơn.
- Thụng thƣờng đối với than ớt chất bốc nhƣ than antraxit sử dụng khụng khớ núng nhiệt độ cao (380oC420oC) để vận chuyển bột than, nhƣ vậy sẽ làm cho than dễ bắt lửa hơn.
- Ngoài ra sử dụng đai chỏy để nõng cao nhiệt độ buồng đốt vựng bắt lửa cũng là một trong những biện phỏp cú lợi cho việc cung cấp nhiệt cho dũng bắt chỏy.
- Độ mịn của bột than 19 Khi bột than càng mịn thỡ tổng diện tớch bề mặt tiếp xỳc của bột than trờn một đơn vị khối lƣợng với dũng khớ núng càng lớn, tốc độ gia nhiệt dũng bột than tăng, cũng đồng nghĩa với việc tăng nhanh nhiệt độ dũng hỗn hợp giú cấp 1 và bột than.
- Theo biểu thức (1.8) lỳc đú lƣợng nhiệt cần thiết đƣa hỗn hợp tới nhiệt độ bắt lửa giảm làm cho quỏ trỡnh bắt lửa bột than sớm hơn.
- Nhiệt độ bắt chỏy của dũng bột than Nhiệt độ bắt lửa của dũng bột than chủ yếu phụ thuộc vào chất bốc của than, vào điều kiện gia nhiệt và tản nhiệt của dũng hỗn hợp ở đầu ra vũi phun trong buồng lửa.
- Tại đầu ra vũi phun dũng hỗn hợp bột than đƣợc bao bọc bởi dũng giú cấp 1 và cấp 2 và đƣợc gia nhiệt bởi dũng khúi núng cú nhiệt độ cao hồi lƣu.
- Điều kiện tới hạn của sự bắt lửa đƣợc biểu thị bằng hệ phƣơng trỡnh: Q1 = Q2 Trong đú: Q1 - Nhiệt lƣợng hoỏ học Q2 - Nhiệt lƣợng toả nhiệt Giả thiết rằng nhiệt độ bột than trƣớc khi bắt lửa là khụng cao, phản ứng húa học trong dũng trƣớc khi bắt lửa nằm trong vựng động học.
- To - Nhiệt độ dũng hỗn hợp bột than và giú núng, K R - Hằng số chất khớ, kJ/(mol.
- Đõy cũng chớnh là nhiệt độ mà tại thời điểm đú tốc độ tự gia nhiệt đạt 15oC/1giõy trong quỏ trỡnh nung mẫu bột than thớ nghiệm ở điều kiện giàu ụxy.
- RI đƣợc thể hiện bằng nhiệt độ bắt đầu chỏy của mẫu than đƣợc đặt trong thiết bị thớ nghiệm tiờu chuẩn khi đƣợc gia nhiệt dần lờn.
- Nhƣ vậy, RI cũng tƣơng đƣơng với nhiệt độ bắt chỏy.
- Hỡnh 1.4 Mối quan hệ nhiệt độ bắt lửa Tbl (T15, RI) và hàm lượng chất bốc Vc 22 Chỉ số chỏy bột than (FI) đƣợc xỏc định trong lũ nung thớ nghiệm nhƣ sau: Nhiệt độ của lũ nung đƣợc nõng dần lờn, đƣa ụ xy và bột than vào, bột than chỏy ở nhiệt độ nào thỡ nhiệt độ đú đƣợc gọi là FI.
- Trong điều kiện của lũ hơi, cỏc nhiệt độ trờn cũn cao hơn nhiều, với than antraxit, chỉ số FI lờn đến 1000 0C .
- Hỡnh 1.5 Mối quan hệ nhiệt độ chỏy và hàm lượng chất bốc [3] f.
- Sau khi biết đƣợc nhiệt độ bắt lửa (bắt chỏy) của hạt bột than Tzh, cú thể tớnh đƣợc lƣợng nhiệt cần thiết để bắt chỏy 1 kg bột than nhƣ sau.
- Cỏc giỏ trị thực nghiệm trong bảng với giả thiết rằng nhiệt độ bắt chỏy của than bitum 500oC và của than antraxit là 700oC.
- 0.10 6 Nhiệt độ hỗn hợp bột than và giú tbt oC 200 7 Nhiệt độ khúi núng vựng hồi lƣu tiờu chuẩn oC 1470 8 Nhiệt độ bắt chỏy của than tbl oC 1000 9 Lƣu lƣợng hồi lƣu tối thiểu Lc kg/kg 3.63 h.
- Nhiệt độ và năng lƣợng bắt lửa tối thiểu Hai đại lƣợng này đƣợc xỏc định bằng thực nghiệm, phụ thuộc vào thành phần hỗn hợp, loại nhiờn liệu khớ và ỏp suất.
- nhiệt dung riờng đẳng ỏp của hỗn hợp a - Hệ số dẫn nhiệt độ.
- nhiệt độ ngọn lửa.
- nhiệt độ ban đầu của hỗn hợp khớ – khụng khớ.
- Xỏc định nhiệt độ chỏy thực tế Tỉ lệ lƣu lƣợng, nhiệt độ giú cấp vào với hệ số khụng khớ thừa α = 1,4 khi đốt dầu FO đƣợc thể hiện ở bảng 2.4 [13].
- Bảng 2.4 Tỉ lệ lƣu lƣợng, nhiệt độ giú cấp khi đốt dầu FO Thành phần Nhiệt độ, 0C lƣu lƣợng thể tớch.
- của sản phẩm chỏy phụ thuộc vào nhiệt độ.
- Do đú, dựng phƣơng phỏp nội suy để tớnh nhiệt độ chỏy lý thuyết.
- độ tăng nhiệt độ khụng khớ trƣớc và sau khi nung.
- r4.[O Giả thiết sản phẩm chỏy cú cỏc nhiệt độ t1 = 1.7000C, và t2 = 1.8000C.
- Tra entanpi của cỏc khớ trong sản phẩm chỏy theo nhiệt độ [1], thay vào cụng thức (2-2) ta cú.
- Entanpi (kJ/m3) t1 = 17000C t2 = 18000C CO H2O N O i i i nhƣ vậy i1 < i0 < i2 Áp dụng cụng thức nội suy để tớnh nhiệt độ chỏy lý thuyết tlt.
- C Nhiệt độ thực tế.
- Xỏc định nhiệt độ chỏy thực tế Theo tài liệu thiết kế của lũ hơi khi đốt than tại chế độ tải 100% cụng suất tỉ lệ lƣu lƣợng, nhiệt độ giú cấp vào với hệ số khụng khớ thừa α = 1,4 đƣợc thể hiện ở bảng 2.8 [13].
- Bảng 2.8 Tỉ lệ lƣu lƣợng, nhiệt độ giú cấp khi đốt antraxit Thành phần Nhiệt độ, 0C lƣu lƣơng thể tớch.
- Giả thiết sản phẩm chỏy cú cỏc nhiệt độ t1 = 1.6000C, và t2 = 1.7000C.
- Entanpi, kJ/m3 17000C 18000C CO H2O N O i i i nhƣ vậy i1 < i0 < i2, nội suy để tớnh nhiệt độ chỏy lý thuyết theo cụng thức (2-3) Ta cú.
- 0C Nhiệt độ thực tế.
- Trong chƣơng này đó tớnh đƣợc lƣợng bụi phỏt thải, nhiệt độ chỏy, lƣu lƣợng cỏc khớ gõy ụ nhiễm mụi trƣờng khi sử dụng dầu FO, antraxit.
- Lƣu lƣợng khớ than ƣớt cần cung cấp b.
- Xỏc định nhiệt độ chỏy thực tế Coi quỏ trỡnh chỏy là đoạn nhiệt (khụng cú tổn thất nhiệt ra bờn ngoài), mặt khỏc.
- Tra entanpi của cỏc khớ trong sản phẩm chỏy theo nhiệt độ theo tài liệu [1], thay vào cụng thức (2-2) ta cú.
- 49 Entanpi, kJ/m3 t1 = 16000C t2 = 17000C CO H2O N O i i i nhƣ vậy i1 < i0 < i2, nội suy để tớnh nhiệt độ chỏy lý thuyết theo cụng thức (2-3) Ta cú.
- 1.6970C Nhiệt độ thực tế.
- Hiệu suất chỏy Chỏy khớ than ƣớt η = 100%.
- Tớnh nhiệt độ chỏy thực tế Giả thiết nhiệt độ và tỷ lệ lƣu lƣợng, nhiệt độ khụng khớ cấp nhƣ cung cấp khi đốt 100% than theo tài liệu thiết kế của nhà mỏy Vũng Áng 1 thể hiện ở bảng 3.9 [16].
- Bảng 3.9 Tỉ lệ lƣu lƣợng, nhiệt độ giú cấp khi đốt hỗn hợp Thành phần Nhiệt độ (0C.
- Giả thiết sản phẩm chỏy cú cỏc nhiệt độ t1 = 1.8000C, và t2 = 1.9000C.
- Tra entanpi của cỏc khớ trong sản phẩm chỏy theo nhiệt độ theo [1], thay vào cụng thức (2-2) ta cú cỏc thụng số nhƣ bảng sau: 59 Entanpi (kJ/m3) 18000C 19000C CO H2O N O i i i Thay cỏc số liệu vào (2-2) ta cú: i kJ/m3.
- i kJ/m3, nhƣ vậy i1 < i0 < i2 Nội suy để tớnh nhiệt độ chỏy lý thuyết theo cụng thức (2-3.
- Vậy nhiệt độ thực tế ttt là ttt = η.tlt = 0,882 x C c.
- Bảng 3.10 So sỏnh phỏt thải, nhiệt độ chỏy lý thuyết, hiệu suất của cỏc phƣơng ỏn Mức tải.
- Bố trớ vũi đốt khớ than ƣớt trong vựng 1.
- Vựng sấy, thoỏt chất bốc: Khớ ra khỏi vựng khớ húa cú nhiệt độ thấp hơn vựng khớ húa do nhiệt phải cấp cho cỏc phản ứng khử.
- Khi xem xột quỏ trỡnh khớ húa theo chiều cao lũ: Giú và than đi ngƣợc chiều nhau, nhiệt độ trong lũ nhƣ sau: to vựng chỏy > to vựng khử > to vựng bỏn cốc > to vựng sấy.
- Chƣơng này đó lập luận, tớnh đƣợc lƣợng khớ than ƣớt cần trộn với antraxit để cú hỗn hợp than mới cú hàm lƣợng chất bốc 20% tƣơng đƣơng với hỗn hợp than trộn (ỏ bitum nhập khẩu và antraxit) theo tỷ lệ 30/70, tớnh đƣợc nhiệt độ chỏy, khối lƣợng bụi phỏt thải, lƣu lƣợng khớ gõy ụ nhiễm mụi trƣờng khi đốt hỗn hợp antraxit kốm khớ than ƣớt.
- α1 Chất bốc + (1 – α2) Cốc Tốc độ thoỏt chất bốc tỷ lệ với nhiệt độ và hàm lƣợng chất bốc cú trong nhiờn liệu đƣợc diễn tả theo phƣơng trỡnh.
- 78 Hỡnh 4.3 Miền tớnh toỏn mụ hỡnh Dữ liệu đầu vào và điều kiện biờn để mụ phỏng quỏ trỡnh chỏy than phun bao gồm cỏc kớch thƣớc của buồng đốt, vũi phun, lƣu lƣợng và nhiệt độ giú cỏc loại, lƣợng than tiờu thụ, thành phần than dựa trờn cỏc tài liệu thiết kế, tài liệu vận hành của lũ hơi.
- Quan sỏt sự phõn bố nhiệt độ ngọn lửa trong hỡnh 4.7 ta thấy, nhiệt độ tập trung cao ở vựng giữa của buồng đốt chớnh và cú xu hƣớng giảm dần về phớa đỏy lũ và vựng chỏy phớa trờn vựng chỏy chớnh.
- Quỏ trỡnh chỏy dẫn đến nhiệt độ tập trung cao nhất trong vựng này với nhiệt độ nằm trong khoảng 1700-18500C.
- Cũng từ hỡnh 4.7 ta thấy, Sự phõn bố nhiệt độ trong buồng đốt tƣơng đối đều và ngọn lửa cú xu hƣớng kộo dài lờn phớa trờn vựng chỏy sau vựng chỏy chớnh và sự vƣơn dài của ngọn lửa mạnh nhất ở mặt cắt Z=0 tại trung tõm buồng đốt.
- 4.4.2 Nhiờn liệu antraxit kốm khớ than ƣớt 4.4.2.1 Sự phõn bố nhiệt độ trong buồng đốt Sự phõn bố nhiệt độ sẽ đƣợc trỡnh bày trờn cỏc mặt cắt theo chiều sõu (Z) và chiều cao (Y) của lũ nhƣ trong hỡnh 4.5.
- 90 Hỡnh 4.14 Sự phõn bố nhiệt độ trong buồng đốt Hỡnh 4.15 Sự sai khỏc nhiệt độ trong hai trường hợp Quan sỏt hỡnh 4.14 ta thấy rằng chỏy hỗn hợp antraxit và khớ than ƣớt ngọn lửa phõn bố đều, rộng và kộo dài về phớa sau trung tõm buồng đốt hơn so với trƣờng hợp chỏy antraxit.
- Nhiệt độ chỏy khi đốt hỗn hợp antraxit kốm khớ than ƣớt cú nhiệt độ (1.8000C ữ 19150C).
- Sự sai khỏc nhiệt độ trong buồng đốt đƣợc minh họa nhƣ trong hỡnh 4.15

Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn
hoặc xem Tóm tắt