:УД0СТР0!НИ! 5'2002
СУДОВЫВ ЭНШГИШСШ УСТАНОВКИ
ПОВЫШЕНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОМ БЕЗОПАСНОСТИ СУДОВЫХ ПАРОВЫХ КОТЛОВ ПУТЕМ УМЕНЬШЕНИЯ ЭМИССИИ ОКСИДОВ АЗОТА
С. П. Колпаков, конд. техн. наук (ВМИИ)
Оксиды азота ^Ох) относятся к наиболее токсичным неорганическим веществам в природе. Они в 35 раз опаснее для человека, чем известный монооксид углерода СО.
Оксиды азота неизбежно образуются при сжигании топлива, и чем качественнее организован этот процесс, тем интенсивнее образуются N0^ Оксиды азота отличаются продолжительностью действия, включаясь в сложные фотохимические реакции с образованием комплексных соединений нарастающей токсичности [1].
Традиционно дымление при работе судовых главных и вспомогательных котлов считается следствием их неисправностей и вызывает негативную реакцию как у специалистов, так и дилетантов. Изменение стереотипа мышления представляется возможным путем научного обоснования и сравнения экологической опасности работы котлов с различными коэффициентами избытка воздуха.
Основной показатель неполного горения топлива — содержание в уходящих газах монооксида углерода СО, а не окраска дыма, при этом содержанием метана и водорода в расчетах пренебрегают. Наличие в уходящих газах СО свидетельствует о наличии так называемого химического недожога, который возникает от несовершенства организа-
ции процессов смесеобразования и горения в топке, когда появляются местные недостатки воздуха.
При проектировании судовых котлов обычно задают коэффициент избытка воздуха (а) на основании опытных данных с учетом конструктивных особенностей котла, аэродинамики его топки, рода топлива, режимного спектра и др. [2]. В последующих теплотехнических испытаниях коэффициент а определяется по результатам газового анализа и характеризует условия сгорания топлива, при этом оценивается и степень завершенности процесса сгорания по потерям от химического недожога. Соответствующая настройка системы регулирования горения котла обеспечивает бездымное горение во всем диапазоне нагрузок.
Обследование действующих судовых и корабельных паровых котлов показывает, что при бездымном горении и незначительном (0,02 — 0,04%) выделении СО содержание оксидов азота превышено в 3—5 раз! При этом потери от химического недожога составляют 0,15 — 0,20%.
Предлагаемая методика снижения вредных выбросов (в первую очередь N0x как наиболее токсичного вещества) основана на установлении для новых и находящихся в эксплуатации судовых котлов минималь-
но допустимых избытков воздуха для характерных режимов работы.
Решение поставленной задачи основано на корректировке режимов работы котла благодаря однозначной взаимосвязи содержания N0x и СО в продуктах сгорания [3].
Методика включает этап проверки технического состояния котла в соответствии с инструкцией по эксплуатации и техническому обслуживанию. Затем устанавливаются устройства для введения зонда газоанализатора. Для экспериментальных исследований рекомендуется использовать немецкий газоанализатор 1еэ1о-33, который позволяет в реальном времени измерять содержание в уходящих газах N0^ СО, С02, БО2, О2 и а.
На следующем этапе котельная установка вводится в действие и проводятся контрольные анализы уходящих газов на характерных нагрузках. Возможность измерения коэффициента избытка воздуха современными газоанализаторами уже на данном этапе позволяет априорно оценить допустимое увеличение химического недожога. Проведенные измерения показывают, что как для высоконапорных, так и котлов с вентиляторным дутьем главным ограничением при определении наиболее экологичного режима работы является коэффициент избытка воздуха, при котором горение вполне устойчиво.
Собственно этап определения параметров наиболее экологичных режимов работы котла проводится при переводе системы на дистанционное управление. Ведется ступенчатое уменьшение расхода воздуха на горение до 1,15 (для высоконапорных) и 1,2 (для котлов с вентиля-
Зависимости взаимного влияния относительной эмиссии оксидов азота МОх/ЫОх0 и увеличения выхода монооксида углерода (СО—СО0) при организации дозированного химического недожога для судовых высоконапорных котлов (а) и вспомогательных паровых котлов (6). Значения ЫОх0 и СО0 соответствуют условиям обычной эксплуатации. Для КВВА 7,5/28 зависимость построена на основании измерений, выполненных в лаборатории паровых котлов ВМИИ:
1 — КВН 98/64; 2 — КВГ-3 № 2; 3 — КВГ-3 № 1; 4 — КВГ-4; 5 — КВВА 7,5/28; 6 — КВВА 12/28 № 1; 7 — КВВА 12/28 № 2
СУДОВЫЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ УСТАНОВКИ
СУДОСТРОЕНИЕ 5'2002
торным дутьем). Периодичность анализа состава уходящих газов устанавливается 1—2 мин. Признаками окончания режима являются характерные нарушения нормального горения: прерывистое горение, интенсивное дымление и др.
Расчетные и экспериментально полученные зависимости, отражающие взаимосвязь между специально формируемым химическим недожогом топлива и эмиссией оксидов азота с уходящими газами, показаны на рисунке. Использование предлагаемой методики позволяет получить существенное снижение выбросов NOx (до 30—40%) от начальных значений при увеличении выбросов СО до 0,08—0,1%.
Для судовых и вспомогательных корабельных котлов применение методики наиболее актуально, что обусловлено постоянством нагрузок и их диапазоном (70—95% номинальной). В данных условиях устойчивое горение мазута может быть
обеспечено при а = 1,2...1,25, дымление при этом несущественно, потери от химического недожога не превышают 0,4—0,5%, содержание СО составляет около 0,1%. Для высоконапорных котлов методика применима для режимов постоянных нагрузок (стоянка под главным котлом, дежурство в базе и другие, что составляет до 50% времени их работы) при нагрузках по топливу от 20% и более. В данных условиях устойчивое горение может быть обеспечено при а = 1,15.1,25, потери от химического недожога не превышает 0,2—0,5% при содержании СО 0,04—0,1%.
Методика проста и не требует больших затрат, а при введении для судовых и корабельных объектов платы за выбросы загрязняющих веществ с уходящими газами становится экономически эффективной. При расчетах по действующим методикам для стационарных котлов стоимость валового выброса уменьша-
ется на 20—25%. Внедрение методики связано с обеспечением кораблей и других объектов ВМФ, эксплуатирующих котлы, необходимой измерительной аппаратурой.
Оснащение котлов современными газоанализаторами и методическое обеспечение минимизации выбросов оксидов азота на основе регулируемого химического недожога позволит существенно улучшить экологическую обстановку в пунктах постоянного базирования кораблей и судов.
Литература
1. Шкаровский А. Л. Основы практической экологии. Очистка, обезвреживание и утилизация выбросов. СПб.: Северо-Запад, 1995.
2. Тепловой расчет котельных агрегатов (Нормативный метод)/Под ред. Н. В. Кузнецова,
В. В. Митора, И. Е. Дубовского, Э. С. Карасиной. М.: Энергия, 1973.
3. Исследование способа нестехиометричес-кого сжигания природного газа и мазу-та/И.А.Закиров, П. В. Росляков, Л. Е. Егорова, И. Л. Ионкин//Теплоэнергетика. 1997. № 9.
ПЕРЕВОДЧЕСКАЯ ГАВАНЬ
Сегодня в России наблюдается подъём в судостроении, на верфи начинают поступать заказы, строятся корабли, приезжают судоторговцы и заказчики из многих стран. Россия заявляет о себе как конкурент для многих зарубежных стран и компаний. Как же нашим судостроителям удается успешно конкурировать, выигрывать тендеры? Кто содействует им?
На волне
С 1996 года переводческая «Компания ЭГО Транслейтинг» реализует программу, направленную на сотрудничество с отечественными промышленными предприятиями, работающими в области машиностроения. Для многих из них «Компания ЭГО Транслейтинг» — партнер, обеспечивающий профессиональные письменные и устные переводы, важную составляющую внешнеэкономической деятельности.
Сопутствуя успеху
«Компания ЭГО Транслейтинг» берет на себя обеспечение взаимопонимания с иностранными партнерами на встречах, переговорах и осуществляет перевод экспортно-импортной документации на любом языке мира.
Многолетний положительный опыт по переводу документации для
предприятий задействованных в различных отраслях промышленности, гарантирует использование надлежащей профильной терминологии, что позволяет быстро и качественно выполнять письменные переводы узкоспециализированных текстов по различным тематикам.
На карте
На сегодняшний день «Компания ЭГО Транслейтинг» — единственная переводческая компания Северо-Запада России, работающая с чертежами любого формата и уровня сложности, что принципиально при переводе проектной и нормативной документации, тендерных предложений, каталогов оборудования, технических описаний и пр.
По цене
Отработанная технология выполнения переводов и большое количество заказов позволяют Компании удерживать низкий уровень цен при сохранении высокого качества перевода.
На рейде
Сегодня «Компания ЭГО Транслейтинг» работает с целым рядом таких предприятий, как ОАО Судостроительный завод «Северная верфь», ОАО «Балтийский завод», ФГУП «Северное ПКБ», ФГУП ЦМКБ «Ал-
маз», ФГУП НПО «Аврора», ФГУП ЦКБ МТ «Рубин», Российский Морской Регистр Судоходства, ОАО «Компрессор», ФГУП «ЦНИИ им. академика А.Н. Крылова» и является официальным переводчиком ФГУП «Рособоронэкспорт». В число клиентов «Компании ЭГО Транслейтинг» входят не только предприятия Санкт-Петербурга и Северо-Запада, но и других регионов России.
Лоцман кораблестроения
«Компания ЭГО Транслейтинг» содействует продвижению судостроительной отрасли на международные рынки. Команда «Компания ЭГО Транслейтинг» будет всегда рада рассмотреть новые предложения
EGO TRANSLATING
COMPANY
ЗАО «Компания ЭГО Транслейтинг» Мучной переулок, дом 2, 191023, Санкт-Петербург, Россия. Тел. +7(812) 310 2571, 113 4713 Факс +7(812) 310 1288, 113 4713 E-mail: manager@translating.spb.ru www.translating.spb.ru
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.