3.1. Вихревые топки с жидким шлакоудалением

Вихревая топка с жидким шлакоудалением была предложена Н.В. Головановым в ЦКТИ.

В соответствии с этой технологией производится модернизация котла с размещением в его нижней части вихревой топки с горизонтальным вихрем. Высокая теплонапряженность в вихревой камере позволяет проводить топочный процесс с жидким шлакоудалением, что способствует эффективному сжиганию углей даже таких «тяжелых» марок, как «Т» и «СС2 ССР», и промпродукта обогатительных фабрик с одновременным снижением выбросов оксидов азота.

Первый опытно-промышленный парогенератор с высокотемпературной вихревой топкой был изготовлен Белгородским заводом энергетического машиностроения для ТЭЦ ЦКТИ Санкт-Петербурга. В процессе сжигания были опробованы топочные мазуты, природный газ, донецкие, кузнецкие и экибастузские угли. Общая наработка на этом парогенераторе составила свыше 100 тыс. часов.

Работоспособность вихревой топки была проверена на котлах с сверхкритическими параметрами пара на Луганской ГРЭС. Опытно-промышленный парогенератор с вихревой топкой (ПВТ) с диаметром вихревой топки 4000 мм был изготовлен на ПО «Красный котельщик» г. Таганрога. Основное топливо – донецкий АШ и каменный уголь, топочный мазут и газ.

Результаты успешных испытаний такого ПВТ позволили осуществить проект двух более мощных ПВТ паропроизводительностью 500 т/ч, которые были установлены на Ростовской ТЭЦ-2. Подольский машиностоительный завод (ЗИО) изготовил секционированную вихревую топку для блока 500 МВт Назаровской ГРЭС, который отработал с вихревой топкой свыше 100 тыс. ч. и продемонстрировал её высокую эффективность, маневренность, устойчивый выход жидкого шлака при использовании низкосортных шлакующихся углей Канско-Ачинского бассейна.

Для дальнейшего освоения ПВТ ПО « Красный котельщик» разработал головной парогенератор типа Е-500-140 ВЖ, смонтированный на Новосибирской ТЭЦ-3 как ТПЕ-427. Парогенератор выполнен с газовой сушкой топлива.

Результаты длительного освоения ПВТ позволили получить необходимые данные для разработки более мощных парогенераторов на канско-ачинских и других низкосортных углях (800 МВт).

Таким образом, в России имеется положительный опыт эксплуатации ПВТ на ряде головных и серийных котлоагрегатов производительностью 500 т пара в час при сжигании природного газа и мазута на Ростовской ТЭЦ-2, Волгоградской ТЭЦ-3, Тобольской ТЭЦ.

Также получен позитивный результат экплуатации секционированной вихревой топки диаметром 6,2 м на модернизированном корпусе Б блока 500 МВт Назаровской ГРЭС при сжигании назаровского и березовского бурых углей с устойчивым выходом жидкого шлака, а также на опытном котле ТПЕ-427 производительностью 500 т пара в час Новосибирской ТЭЦ-3, где прошли испытания на широкой гамме сибирских углей различного качества.

Следует отметить, что ПВТ оказывает меньшее негативное воздействие на окружающую среду по сравнению с традиционными котлами. На котлах с высокотемпературным вихревым сжиганием за счет управляемой аэродинамики процесса горения, т.е. применения научно обоснованных способов сжигания топлива, удаётся достигнуть уровня выбросов оксидов азота до 300 мг/куб. м, что существенно ниже, чем на многих котлах с твердым шлакоудалением.