Бердичевской электростанции

Образование окиси азота NO определяется максимальной температурой цикла, концентрациями азота и'кислорода в продуктах сгорания и не зависит от природы топлива. При максимальной температуре цикла в камере сгорания дизеля и бензинового двигателя порядка 1800 ... 2800 К из окислов азота образуется только NO. Под воздействием кислорода в составе отработавших газов в системе выпуска двигателя и далее в атмосфере NO окисляется в NO.,. Этот процесс в атмосфере протекает крайне медленно, за сутки до 50% по объему.

За исключением такта впуска давление в картере бензинового двигателя значительно меньше, чем в цилиндрах, поэтому часть свежего заряда и ОГ прорываются через неплотности цилиндро-поршневой группы из камеры сгорания в картер. Здесь они смешиваются с парами масла и топлива, смываемого со стенок цилиндра холодного двигателя. Картерные газы разжижают масло, способствуют конденсации воды, старению и загрязнению масла, повышают

Рис. 4. Обобщенная универсальная токсическая характеристика бензинового двигателя по окиси углерода

Рис. 5. Зависимость концентрации окиси углерода от состава смеси при работе бензинового двигателя на установившемся режиме:

Снижению выбросов продуктов неполного сгорания, улучшению экономичности способствует обеднение смеси, однако работа многоцилиндрового бензинового двигателя при а> 1,15 практически невозможна из-за появления пропусков воспламенения в отдельных цилиндрах. Эффективное сгорание бедных смесей (а> 1,3) в цилиндрах может быть обеспечено расслоением заряда, при котором воспламенение и начальная стадия процесса сгорания происходят в зоне обогащенной, а последующее — в зоне бедной смеси (рис. 21). Расслоение смеси препятствует образованию и окислов азота. В первой стадии сгорания этому способствует недостаток кислорода, во второй — относительно низкая температура горения.

Основным регулируемым параметром, определяющим мощност-ные, экономические и токсические свойства двигателя, является состав топливовоздушной смеси. Максимальная мощность бензинового двигателя достигается при значениях а == 0,85 ... 0,95, соответствующих наибольшей скорости сгорания и максимальному использованию энергии топлива (лучшая топливная экономичность при а =- 1,05 ... 1,15). При этом образуется максимальное количество МОХ, а концентрации СО и С„Нт приближаются к нижнему пределу (рис. 26). Если в системе выпуска по требованиям технологии проведения работ в условиях ограниченного воздухообмена {например, автопогрузчики, работающие в складских помещениях) необходимо устанавливать каталитические нейтрализаторы, то с целью ограничения выбросов NOX можно рекомендовать регулирование системы питания на несколько обогащенную смесь и дополнительное уменьшение угла опережения зажигания на 5 ... 10° п.к.в., обеспечивающее снижение образования NOX на 25 ... 45%. Это способствует также снижению выбросов С„Нт за счет увеличения температуры ОГ, более эффективному прохождению реакции окисления в каталитическом нейтрализаторе. Вопросы топливной экономичности в этом случае отодвигаются на второй план, после обеспечения требований минимальной токсичности отработавших газов.

рания бензинового двигателя

Каталитические нейтрализаторы конструктивно состоят из входного и выходного патрубков, корпуса и заключенного в него решетчатого реактора с катализатором. Реактор нейтрализатора работает в условиях, характеризуемых высоким уровнем и перепадами температур. Кроме того, реактор и корпусные детали подвергаются действию вибраций и агрессивных сред. На рис. 37 представлена схема нейтрализатора с плоским реактором, заполненным гранулированным катализатором, и типичный уровень температур на входе и выходе из реактора при нейтрализации ОГ 'бензинового двигателя.

АВТОПОГРУЗЧИК - самоходная подъёмно-трансп. машина с приводом от бензинового двигателя или дизеля, со сменным рабочим оборудованием (ковшами, вилочными захва-

Дизельное топливо в основном состоит из средней фракции продуктов перегонки нефти, из которой удалены как летучие, так и более . тяжелые фракции. Это топливо должно быть более тяжелым, чем бензин, в связи с тем, что оно впрыскивается в цилиндры под высоким давлением (более 3,5 МПа), образуя мелкодисперсные частицы, процесс горения которых оптимизируется. Дизельное топливо характеризуется цетановым числом, которое служит показателем воспламеняемости. Как и октановое число для бензина, цетановое число определяется сравнением работы эталонного двигателя на аттестуемом и на эталонном топливе, представляющем собой смесь цетана с плохо воспламеняемым а-метилнафталином.. В табл. 4.2 приведены параметры разных видов топлива, в том числе дизельного. Различия в свойствах топлива и работе двигателей с искровым зажиганием и зажиганием при сжатии приводят к тому, что в дизельном двигателе проблемы эмиссии носят существенно иной характер. Выхлопные газы его содержат в десять раз меньше СО, чем бензинового двигателя, примерно одинаковое количество НС и, видимо, несколько большее количество NO*. Эти выбросы можно существенно снизить с помощью РВГ. Остается проблема дыма и запаха выхлопных газов, характерных для дизельного двигателя. Согласно постановлению правительства США от 1970 г. статические выбросы дыма из дизельного двигателя не должны снижать прозрачность воздуха более чем на 20 %. Добавка в топливо менее 0,25 % бария позволяет снизить задымленность на 50 %. Соответствующие химические реакции недостаточно изучены, выяснено однако, что барий присутствует в выхлопных газах в виде BaSO4.

Другим источником загрязнения воздуха, особенно в городах, является автомобильный транспорт. На его долю приходится 92% выбросов СО, 63% углеводородов и 46% оксидов азота. Для обеспечения полного сгорания бензина в двигателях с искровым зажиганием необходимо стехиометрическое соотношение топлива и воздуха, равное 1: 15 (в массовых долях); максимальная же мощность двигателя достигается только при избытке топлива. В этом случае при недостатке воздуха происходит неполное сгорание топлива, что приводит к образованию большого количества оксида углерода. В нормальном режиме работы двигателя наблюдается максимальный выброс оксида азота. Соотношение концентраций различных компонентов в выхлопных газах бензинового двигателя приведено на рис. 1 [1, с. 197].

Совместно с Киевэнерго и конструкторским бюро Главсантехпрома Минпромстройматериалов СССР НИИСТ разработаны проекты установок контактных экономайзеров для двух котлов Бердичевской электростанции и котла ТЭЦ Горнохимического комбината, которые в настоящее время осуществлены.

В последнее время НИИСТ разработаны проекты двух сравнительно крупных экономайзеров для энергетических котлов — ТЭЦ горнохимического комбината и Бердичевской электростанции'.

1 Рабочие чертежи этих установок разработаны совместно с Бюро конструкторской и технической помощи Министерства промышленности строительных материалов СССР. Проект установки экономайзера на Бердичевской электростанции разработан Киевэнерго.

По согласованию с Киевэнерго такое решение было принято при проектировании в НИИСТ контактного экономайзера для котла ТП-20 паропроизводительностью 20—25 т/ч Бердичевской электростанции (рис. 3-11).

Проведенные на этой установке опыты позволили впервые получить данные о работе контактной камеры экономайзера при высокой температуре исходной воды. Эти данные были впоследствии использованы при проектировании промышленных установок на Бердичевской электростанции. Следует отметить, что обе описанные выше опытные установки предназначались в первую очередь для определения степени нагрева воды и охлаждения газов в зависимости от геометрической характеристики насадки и режимных параметров. Теплообмен и аэродинамическое сопротивление изучались попутно, поэтому точность полученных результатов по теплообмену сравнительно невелика. К тому же опыты проводились в ограниченном диапазоне начальной температуры газов и только в слое беспорядочно лежащих колец малых размеров.

Контактные экономайзеры, установленные за котло-агрегатами электростанций, прошли более обстоятельные и подробные испытания, чем экономайзеры в промышленных котельных. Этому способствовали следующие обстоятельства: 1) во многих случаях испытания проводились объединенными силами НИИСТ, теплотехнических и химических служб энергосистем и самих электростанций; 2) на станциях установлены наиболее крупные экономайзеры, оснащенные встроенными декарбониза-торами (кроме экономайзеров Бердичевской электростанции); 3) нагретая в экономайзерах вода на этих объектах используется для приготовления питательной воды котлов среднего давления, что требовало особой тщательности при проведении пускснала-дочных теплотехнических и теплохимических испытаний.

на Бердичевской электростанции Киевэнерго

Во время испытаний экономайзера на Бердичевской электростанции определялись все балансовые величины, состав дымовых газов, аэродинамическое сопротивление, доля газов, проходящих через обводной газоход. Для определения изменения расхода электроэнергии на тягу измерялась нагрузка на электродвигатель дымососа котлоагрегата при работе с контактным экономайзером и без него. Результаты трех опытов приведены в табл. IV-1. Они представляют особый интерес, так как впервые контактный экономайзер работал на исходной воде со столь высокой температурой, доходившей до 33° С. К сожалению, испытания были проведены на режимах, не соответствующих расчетным, в частности по расходу воды, не превышавшему 50 т/ч (по расчету 70 т/ч). Через обводной газоход из-за неплотности шибера проходило до 25% дымовых газов, что снижало теплотехнические показатели работы экономайзера.

установленного за котлом № 5 Бердичевской электростанции

Наиболее обстоятельные, широкие исследования качества воды проведены на экономайзерах электростанций. Во время испытаний контактного экономайзера на Бердичевской электростанции акцент был сделан на изучение содержания коррозионно-активных газов в воде, поскольку горячая вода направлялась на технологические нужды соседнего кожевенного завода, а протяженность трубопровода горячей воды была достаточно велика. Полные химические анализы воды, включая анализы на содержание кислорода и свободного углекислого газа, проводились химической службой электростанции. Результаты исследований приведены в табл. V-7 и V-8.

Изменение содержания свободного С02 (в исходной воде СО2 отсутствует) и рН при подогреве воды в контактном экономайзере Бердичевской электростанции (1966 г.)