Применение новых технологий при производстве тепловой энергии с целью снижения её себестоимости

Направления, позволяющие снизить себестоимость производства тепловой энергии, условно делятся на два основных – это мероприятия при производстве тепловой энергии и при её потреблении. Снижение себестоимости при производстве тепловой энергии возможно при конструктивном усовершенствовании оборудования, совершенствовании режимных и технологических мероприятий и использовании нетрадиционных видов топлива. Данные задачи решаются двумя путями, это полная замена устаревшего оборудования и модернизация существующего. Направления модернизации следующие: - минимальные: воздействие на окружающую среду, использование исходных продуктов, аварийность и максимальные: выход продукции, надёжность, ремонтопригодность, коэффициент запаса работы оборудования. В настоящее время в основном применяются аэродинамические способы регулирования – это аэродинамическое воздействие на факел горящего топлива. Данные способы постоянны и эффективно работают при оптимальном режиме работы котла. Наладки котлоагрегата на других режимах приводят к неэкономичности его работы. Предложены устройства, позволяющие воздействовать на факел определенным образом, и технология, удовлетворяющая критериям комплексного подхода. Это применение акустических колебаний с точки зрения их воздействия на подготовку топлива к сжиганию и на процесс горения. Наиболее удачное совместное воздействие указанных факторов возможно при применении акустических колебаний, воздействующих на распыливание жидкого топлива, на горящий факел газообразного и жидкого топлива, при впрыске инертного заполнителя, а также при предварительном нагреве окислителя теплом отходящих дымовых газов. Установлено: наложение акустических колебаний на распыливаемую жидкость улучшает степень дисперсности последней и позволяет приблизить сжигание жидкого топлива по характеристикам к газообразному; наложение акустических колебаний на факел сжигаемого топлива вызывает интенсификацию процессов нагрева и испарения распыленных капель жидкого топлива, увеличение скорости выгорания капель жидкого топлива, изменение гидродинамических характеристик факела газообразного и жидкого топлива, вызывая уменьшение или увеличение степени турбулентности последнего, а также увеличение теплонапряженности в факеле и уменьшение радиальной неравномерности температурного поля. Это вызывает перераспределение температуры по поперечному сечению факела, увеличение теплоотдачи от факела к тепловоспринимающим поверхностям, уменьшение потерь теплоты от химической и механической неполноты сгорания различных видов топлива. Применение предлагаемых технологий позволяет: - при огневом обезвреживании токсичных веществ также активизировать процесс, при котором котёл работает в экономичном и экологичном режимах; - при сжигании жидкого топлива повысить эффективность использования его на котлах, при сжигании газообразного топлива впрыском инертного вещества в зоне действия акустических колебаний повысить КПД котла и снизить выброс вредных веществ. Наиболее эффективным техническим устройством, позволяющим реализовать задачу комплексного подхода, являются акустические форсунки, однако при использовании в качестве топлива нефтесодержащих отходов к форсункам предъявляются дополнительные требования, в частности, незасоряемость при наличии механических примесей в самом топливе. В связи с этим разработан спектр акустических форсунок самоочищающегося типа, а также акустические генераторы для воздействия на газовый факел. Применение акустических форсунок на котлах позволило: полностью ликвидировать аварийность экранных поверхностей, снизить выход вредных веществ на 12%. Экономия топлива составила 8%.