Особенности сжигания ВУТ

Горение факела ВУТ

ВУТ возможно сжигать в большинстве существующих газомазутных и угольных котлах. На сегодняшний день испробовано более десятка типов паровых и водогрейных котлов, на которых произведено сжигание ВУТ. К таким котлам относятся: ДКВР, ДЕ, КЕ, БКЗ-50-40ГМ, БКЗ-35-40ГМ, БКЗ-75-40ГМ и др.

В большинстве случаев используется факельное или вихревое сжигание. В зависимости от марок котлов и конкретной ситуации на объекте возможно сжигание ВУТ путём замены форсунок на износостойкие при работе на ВУТ в стандартных газомазутных горелках.

Форма факела в вихревой топке

В некоторых случаях требуется изменение внутренней геометрии котла, что не требует существенных капитальных вложений и, как правило, укладывается в ежегодный бюджет, закладываемый на обслуживание котельной установки. Производимые изменения позволяют использовать вихревое горение, при котором происходит стабилизация горения и воспламенения за счёт подачи горячих продуктов горения в корень факела, что не просто позволяет внедрить ВУТ, но и увеличить КПД котла при работе на мазуте (в случае перехода с ВУТ на мазут в качестве резервного топлива).

Помимо факельного (в том числе вихревого) горения имеется значительный опыт одноступенчатого сжигания ВУТ в кипящем слое, что эффективно для котлов малой мощности и позволяет снизить зависимость эффективности горения ВУТ от качества исходного угля.

Использование двуступенчатого сжигания ВУТ позволяет упростить процесс перехода с мазута и газа на ВУТ при модернизации котла, а также существенно упростить управление котлом за счёт внедрения несложной системы автоматизации.

Конкретный способ сжигания ВУТ определяется в зависимости от ситуации: новое строительство, либо модернизация, состав исходного сырья и др.

На котлах ТЭЦ-5 в Новосибирске на ВУТ работали 4 котла мощностью по 670 тонн пара в час. Модернизация котлов заключалась в установке угловых горелок взамен стандартных. Это позволило сжигать на котлах ВУТ, при этом осталась возможность использования сухой угольной пыли, газа и мазута. Камеры сгорания модернизации не подвергались.

Износостойкость форсунок составила не менее 1000 часов.

Важно отметить, что горение частиц угля происходит ДО испарения воды, входящей в состав ВУТ. При температуре около 1000 градусов, при которой происходит горение ВУТ, вода неизбежноразлагается на ионы H⁺ и OH^-. В результате, разложившаяся вода выступает в роли окислителя в реакции горения ВУТ. Кроме того, активация частиц угля паром приводит к интенсификации горения и снижению температуры воспламенения угля, входящего в состав ВУТ.

Горение капель ВУТ происходит с малым, 5...7% избытком воздуха, что аналогично горению мазута:

Режим горения капель ВУТ