При эксплуатационных испытаниях котла подтвердилась возможность применения технологии кипящего слоя при атмосферном давлении в промышленном масштабе. В кипящем слое улавливается до 90 % окислов серы и снижаются выбросы окислов азота до 20 ... 25 % от допустимого уровня. Выгорание топлива в каждой отдельной секции составляет 89 ... 93 %, а для всей топки эта величина равна 70 ... 83 %. Однако в процессе пусконаладочных работ возникли трудности при отработке растопки и эксплуатации системы топливоподачи. Была проведена реконструкция, после чего котел сдан в промышленную эксплуатацию. Обобщив опыт эксплуатации, фирма Р\У приступит к созданию котла большой мощности.
Кроме установки в Ривесвилле на различных стадиях завершения находятся еще три установки фирмы Р\У: две из них паро-производительностью 45 т/ч каждая установлены в Джорджтаунском университете и в системе теплоснабжения Уилкнс-Барра, а третья (паро-производительностью 27 т/ч) — в Моргантаунском энергетическом центре.
В настоящее время завершаются пусковые испытания установки Джорджтаунского университета. В качестве топлива используется уголь с содержанием серы 3,3 %. Применен механический забрасыватель фирмы Р"№. Для предотвращения сгорания мелких частиц вне слоя перед подачей в топку топливо увлажняют. Известняк подается в слой по трубе под действием силы тяжести, где с помощью инертных частиц происходит его перераспределение. Для очистки газов фирма Р\У" использует отражающие пластины, изменяющие направление потока на 180°. КПД сжигания без возврата в слой несгоревших частиц составляет 85 %, а с учетом возврата — 95 %. С помощью регулирования скорости подачи топлива и воздуха, температуры и глубины слоя, а также отключения зон диапазон регулирования можно менять в отношении 4 : 1. Время пуска составляет 1,5 ч.
В 1981 г. введена в действие установка в Морган-таунском университете. Котел предназначен для исследований оптимизации элементов кипящего слоя.
Исследование сжигания в кипящем слое антрацитного штыба, являющегося остаточным продуктом при сжигании антрацита, намечается провести на установке в Уилкис-Барре, пуск которой осуществлен в 1981 г. Штыб, обладающий низкой теплотворной способностью, до настоящего времени ни в одном процессе не использовался. При движении в кипящем слое верхняя оболочка частиц штыба разрушается, обнажая горючий материал, что делает антрацитный штыб пригодным для сжигания.
Данные, полученные фирмой при сжигании топлив в кипящем слое (при атмосферном давлении), показывают, что системы с кипящим слоем не имеют существенных преимуществ перед традиционными котлами по таким показателям, как капиталовложения, выброс частиц в атмосферу, избыток воздуха, тепловой КПД, количество обслуживающего персонала, время строительства. Однако такая технология имеет преимущества в эффективности связывания окислов серы и азота, разнообразии сжигаемого топлива, маневренности и уменьшении затрат энергии на вспомогательное оборудование по сравнению с котлоагрегатами, оснащенными скрубберами.
При освоении технологии кипящего слоя большинство зарубежных фирм исходит из принципа модулирования: создание агрегатов из ранее отработанных элементов топки. В качестве наименьшего элемента рассматривается зона натурного топочного устройства, обслуживаемая одним узлом загрузки топлива.
Министерством энергетики США финансируется программа по выбору оптимального профиля котла к блоку мощностью 600 МВт и демонстрационного модуля мощностью 150 ... 200 МВт.
В начале 1978 г. фирмой введен в эксплуатацию опытный котел с площадью решетки 4 м2 реконструированный для сжигания топлив в кипящем слое. КПД сжигания равен 92 ... 95%. Возврат несгоревшего топлива в топку позволил увеличить КПД сжигания до 98 % и оказался более эффективным, чем использование дожигательной секции. Исследования распределительных решеток различной конструкции показали наибольшую надежность в эксплуатации решетки колпачкового типа. Полученные данные будут использованы фирмой В\У при проектировании крупных энергоблоков. В 1982 г. планируется ввод в эксплуатацию демонстрационного модуля мощностью 200 МВт.
Фирма начала работать над проблемой сжигания топлив в кипящем слое еще в 50-е годы и имеет несколько стендов по изучению происходящих в нем процессов. Фирма СЕ получила контракт на строительство демонстрационной установки паро-производительностью 23 т/ч для сжигания угля с высоким содержанием серы (до 3,5 %). Котел состоит из восьми секций, каждая из которых имеет ширину 1,2 м и длину 1,4 м. Высота слоя в ожиженном состоянии 0,9 м. Выходную мощность можно регулировать путем изменения числа работающих секций. Температура слоя колеблется от 760 до 925 °С, что позволяет регулировать мощность каждой секции в диапазоне ±10 %. Зажигание любой секции, кроме первой, происходит от соседней. Молярное отношение кальция к сере равно четырем.
Кроме того, фирма СЕ ведет работы по реконструкции энергоблока станции Артур Кили, на котором вокруг существующей топки монтируется несколько предтопков с атмосферным кипящим слоем, и принимает участие в выполнении эскизного проекта энергоблока мощностью 600 МВт по заказу ВОЕ.
Комиссия машиностроительных обществ (Е5СОЕ), основанная пятью ведущими машиностроительными организациями, закончила исследование поведения материалов в кипящем слое при атмосферном давлении. Комиссия пришла к выводу, что для этих систем нет сложностей в выборе материалов (за исключением расположенных в кипящем слое). Материалы в кипящем слое работают в условиях резко меняющихся параметров. Колебания температуры, скорости подачи угля и псевдоожижения вызывают коррозию труб. Окончательных данных механизма коррозии получить не удалось. Наблюдается уменьшение скорости корродирования с увеличением срока эксплуатации. Однако это требует проверки в течение 10 000 ч эксплуатации. При горизонтальном расположении труб в кипящем слое эрозия их происходит интенсивнее, чем при вертикальном или наклонном.
