ПОВЫШЕНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ И ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ СИСТЕМ ГАЗООЧИСТКИ НА ТЭС

Abstract

Актуальность исследования обусловлена необходимостью повышения энергетической и экологической эффективности систем очистки выбросов систем пылеприготовления и дымовых газов ТЭС при угольной генерации и систем подготовки газа при газовой генерации, во исполнение Федерального закона № 261-ФЗ от 23.11.2009 г. (ред. от 29.07.2017) «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации», а также требований по контролю за выбросом парниковых газов (напр., приказа № 330 от 29.06.2017 года «Об утверждении методических указаний по количественному определению объёма косвенных энергетических выбросов парниковых газов» и др.) выбросов систем пылеприготовления и дымовых газов ТЭС с угольной генерацией и в системе подготовки газа с газовой генерацией. Цель: разработка устройства циклонной фильтрации для повышения эффективности систем газоочистки на ТЭС, снижения выбросов взвешенных частиц в атмосферу от систем пылеприготовления и дымовых газов при угольной генерации и увеличения надежности работы агрегатов газотурбинных и парогазовых установок ТЭС вследствие снижения износа рабочих поверхностей поршневых и винтовых дожимающих компрессоров дожимных компрессорных станций, предотвращения попадания продуктов внутренней коррозии газопроводов в газотурбинных установках, в соответствии с п.п. 93, 94 ФНиП в области промышленной безопасности «Правила безопасности сетей газораспределения и газопотребления» (Серия 12, вып. 13). Объект: модель циклона на базе ЦН-11-200, обеспечивающая повышение энергетической и экологической эффективности систем газоочистки на ТЭС. Методы: стендовые испытания циклонного фильтра, изготовленного путем модернизации циклона ЦН-11-200, аэродинамические расчёты; численное моделирование аэродинамических параметров работы циклона-фильтра на основе методов вычислительной гидродинамики. Для математического моделирования процесса сепарации использована система уравнений, состоящая из осредненных по Рейнольдсу уравнений движения однофазного потока Навье–Стокса и уравнения движения частиц, основанного на законе Ньютона. Для определения эффективности отделения взвешенной части потока в циклоне-фильтре использован безразмерный комплекс Rer, с помощью которого численные значения параметров осаждения взвеси из многофазного потока в сепараторе найдены расчетным путем. Результаты. Анализ литературных источников показал отсутствие конструкций циклонов-фильтров, которые обеспечивали бы надлежащую (более 98 %) степень очистки выбросов без резкого увеличения энергозатрат на обработку выбросов. Проведенные опыты показали целесообразность конструктивного дополнения возвратно-поточных циклонов фильтрующей вставкой в зоне, где происходит инерционное осаждение пыли. Для определения эффективности отделения взвешенной части потока в данном циклоне-фильтре был использован безразмерный комплекс Rer. Расчеты показали соответствие результатов теоретических и натурных исследований.