Кольцевой котел
Конструкция первого в мире пылеугольного котла с кольцевой топкой для крупных энергоблоков (от 300 до 1200 МВт), рассчитанного на сжигание бурых (типа канско-ачинских) и каменных (типа кузнецких Г и Д) углей была разработана командой единомышленников под руководством Феликса Анатольевича в 70-е, 80-е годы XX века.
Модель котла
Конструкция котла и его элементов защищена девятью авторскими свидетельствами СССР и российскими патентами. По решению правительства для проверки и отработки конструкции кольцевой топки в 90-е годы был спроектирован и изготовлен опытно-промышленный котёл производительностью 820 тонн пара в час, который установлен в существующей ячейке для котла 500 т/ч и с 1997 года успешно работает на Ново-Иркутской ТЭЦ (г. Иркутск). Проведённые испытания котла при сжигании канско-ачинского (ирша-бородинского) и азейского углей полностью подтвердили работоспособность и эффективность топки (КПД котла – 93,5%, выбросы NOx ≤ 400 мг/нм3, отсутствие шлакования топки и конвективных поверхностей нагрева).
Положительный 16-ти летний опыт работы котла Е-820 с кольцевой топкой рассмотрен и одобрен на НТС Интер РАО в апреле 2015г. По результатам освоения этого котла выполнены проработки котлов с кольцевой топкой для блоков 200, 330, 500 и 660 МВт, которые показали, что применение кольцевых топок при создании котлов крупных энергоблоков позволяет:
- уменьшить высоту котлов на 30-40%;
- снизить их металлоемкость до 10%;
- обеспечить бесшлаковочное и высокоэкономичное сжигание шлакующих каменных и бурых углей;
- уменьшить выбросы NОх за счет технологических методов сжигания до нормативных значений.
Чертеж котла
Модель котла
Результаты эксплуатации котла подтверждают его высокую надёжность и экономичность при сжигании широкой гаммы бурых углей.
- КПД котла брутто изменяется в пределах 92,5-93,5%.
- Снижение температуры газов в факеле (до 1200°С) в зоне интенсивного горения на уровне горелок и на выходе из топки (до 980°С).
- При сравнительно низких температурах факела в кольцевой топке обеспечивается вихревое, без активного касания факелом внутреннего и наружного экранов, движение газов и устойчивое воспламенение топлива без сепарации частиц в холодную воронку.
- Неравномерность распределения температуры факела по периметру топки в зоне максимального тепловыделения менее 10%, что в 2-3 раза меньше, чем на котлах с обычной тангенциальной топкой.
- В сравнении с обычными котлами в кольцевой восьмигранной топке имеется повышенное (на 15-20%) тепловосприятие топочных экранов за счет конвективной составляющей при вихревом движении топочной среды.
- В кольцевой топке на Т-образном котле обеспечивается практически равномерная раздача газов между двумя конвективными газоходами.
- Котел легко управляется как в стационарных, так и в переходных режимах.
- Снижение высоты котла (на ~30%) и уменьшение габаритов котельной ячейки позволяет сократить затраты на строительство главного корпуса электростанции;
- Уменьшение массы поверхностей нагрева, работающих под давлением (до 10%), сокращает стоимость изготовления и монтажа котла.
- Пониженная температура факела в топке способствует снижению выбросов оксидов азота (NOx) до 370-450 мг/нм3, что значительно (в 1,5-2 раза) ниже, чем на котлах, имеющих традиционные топки;
- Повышение надёжности котла обеспечивается как за счёт практического отсутствия шлакования поверхностей нагрева, так и за счёт равномерности обогрева экранных топочных поверхностей нагрева. Применение регулируемых прямоточных горелочных устройств позволяет за счёт перераспределения потоков вторичного воздуха изменять направление горелочной струи в кольцевом канале топки, исключая активное касание факелом внутреннего и наружного экранов обеспечивая бесшлаковочный режим работы топки.
- Применение на котле раздельных основных пылеугольных и растопочных вихревых мазутных горелок позволяет оперативно растапливать котёл на холодном воздухе без выпадения мазута в холодную воронку котла.
