The changes of environmental legislation of the Russian Federation will lead to a drastic increase of the ecological payments for environmental pollution in excess of technological standards. Significant excess in relative emissions of nitrogen oxides take place in burning solid fuel with liquid slag-tap removal. The purpose of this article was to develop technical solutions for low-cost reconstruction of the boilers to ensure efficient combustion of the fuel and technological standards of emissions of nitrogen oxides. As shown the use of straight-flow burners with compulsory optimization of the aerodynamics of the furnace and the organization of staged combustion of fuel will provide low nitrogen oxide emissions and efficient fuel combustion. Research on physical models has demonstrated the feasibility of increasing the angle of the pulverized coal burners down to 65-70o, and also achieved a more uniform distribution and increase the speed of the jets coming from upper and lower tertiary air vertical compartments of nozzles through the installation of the vertical extra sheets, which guide the flow in a space between jets. The results obtained allow the transfer of existing boilers with slag-tag removal to a solid with the installation of direct-flow burners and optimization of the aerodynamics of the furnace, which provides regulations for energy efficiency and ecological safety corresponding to the best, achieved technologies, and dramatically reduces environmental payments. The proposed technology in boiler BKZ-210-140F allowed reducing emissions of nitrogen oxides by more than 2 times when burning highly reactive Kuznetsk coal, as shown as an example.

În lucrare s-a demonstrat, că modificarea legislaţiei privind mediu a Federaţiei Ruse are ca urmare creşterea semnificativă a taxelor pentru poluarea mediului la depăşirea normativelor tehnologice. Cea mai mare depăşire a emisilori specifice de oxizi de azot apar în timpul arderii în cazanele pe combustibil solid la evacuarea zgurii cu lichid. Pentru a asigura conformitatea cu standardele tehnologice şi reducerea plăţile de mediu se precponizează în anii următori reconstruirea unui număr mare de cazane ce necesită investiţii semnificative. Scopul lucrări constă în a dezvolta o soluţie tehnică low-cost pentru reconstrucţia cazanului şi asigurarea arderi eficiente şi conformarea cu standardele tehnologice privind emisiile de oxizi de azot. S-a demonstrat, că pentru atingerea acestui scop cele mai eficiente se prezintă arzătoarele cu trecere directă cu optimizarea aerodinamică a focarului şi implementarea arderii în trepte a combustibilului. Cercetările cu utilizarea modelelor fizice au demonstrat fezabilitatea creşterii unghiului de înclinare descendentă până la 65-700 pentru arzătoarele prafului de cărbune. Aceasta a asigurat o distribuţie mai uniformă şi creşterea vitezei fluxului din jeturi, care se formează de elementele din partea de sus şi de jos alungite pe verticală a duzei de aer terţiar prin instalarea în compartimente a foilor suplimentare verticale, care direcţionează fluxul în spaţiu interrivulet. Utilizarea rezultatelor obţinute în cazanele existente permit să se modifice tehnologia de îndepărtare lichidă a zgurii cu o tehnologie care nu utilizează lichidul. Prin aceasta se asigură corespunderea cerinţelor standardelor de eficienţa şi siguranţa ecologică, precum şi reducerea semnificativă a plăţilor ecologice. S-au formulat prevederile de bază privind organizarea eficientă a arderei cu emisii reduse de oxizi de azot la aplicarea arzătoarelor cu curgere directă, inclusiv prin duze. Testarea soluţiei propuse s-a realizat cu utilizarea cazanului BKZ-210-140F. Rezultatele obţinute a confirmat posibilitatea reducerii emisiilor de oxid de azot cu mai mult de 2 ori la arderea cărbunelui din bazinul Kuznetsk.

Показано, что изменения природоохранного законодательства РФ приведут к резкому возрастанию экологических платежей за загрязнение окружающей среды при превышении технологических нормативов. Наибольшие превышения по удельным выбросам оксидов азота имеют место при сжигании в котлах твердого топлива при жидком удалении шлака. Для обеспечения выполнения технологических нормативов и снижения экологических платежей в ближайшие годы предстоит реконструировать большое число котлов, что потребует значительных капитальных затрат. Целью настоящей статьи являлось разработка технических решений по малозатратной реконструкции котлов для обеспечения эффективного сжигания топлива и технологических нормативов выбросов оксидов азота. Показано, что применение прямоточных горелок с обязательной оптимизацией аэродинамики топки и организацией ступенчатого сжигания топлива позволяет обеспечить низкие выбросы оксидов азота и эффективное сжигание топлива. Исследования на физических моделях показали целесообразность увеличения угла наклона вниз пылеугольных горелок до 65-70о, а также было достигнуто более равномерное распределение и увеличение скорости струй, вытекающих из верхних и нижних вытянутых по вертикали отсеков сопл третичного воздуха за счет установки в отсеках вертикальных дополнительных листов, направляющих поток в межструйные пространства. Использование полученных результатов на действующих котлах позволяют осуществить перевод котлов с жидкого шлакоудаления на твердое с установкой прямоточных горелок и при оптимизации аэродинамики топки, что обеспечивает нормативы по эффективности и экологической безопасности, соответствующие наилучшим достигнутым технологиям, и резко сокращает экологические платежи. Сформулированы основные положения для организации эффективного сжигания топлива с низкими выбросами оксидов азота при применении прямоточных горелок и сопл. В качестве примера показано, что применение предлагаемой технологии на котле БКЗ-210-140Ф позволило снизить выбросы оксидов азота более чем в 2 раза при сжигании высокореакционного кузнецкого угля.