8 800 333-60-95
по России бесплатно

+7 (351) 723-01-01

Заказать звонок

Отчет «Энергоэффективные мероприятия по внедрению чистых угольных технологий»

1. Введение.

После нефти уголь вносит наибольший вклад в мировой баланс производства первичных энергетических ресурсов. Уголь более всего используется при производстве электроэнергии: около 40% производимой в мире электроэнергии вырабатывается путем сжигания угля.

Но уголь считается экологически неприемлемым топливом, поскольку его отрицательное воздействие на окружающую среду может превосходить все стратегические и экономические преимущества его использования (табл. 1).

Табл.1. Факторы выделения загрязнителей от использования различного топлива, кг/т

 

Частицы

Углеводороды

NOx

SO2

Сжигание угля

10 (10)

0,4 (3)

10 (2)

30 (30)

Сжигание природного газа

0,1 (2)

0,1 (3)

10 (2)

0,01(2)

Переработка нефти

1,0 (3)

1,0 (3)

0,2 (2)

1(3)

Сжигание нефти в виде моторного топлива

4,0 (2)

20,0 (2)

30,0 (2)

3,0 (2)

Прочее сжигание нефти

1,0 (2)

0,5 (2)

10 (2)

10 (3)

Сгорание биомассы

10 (4)

5,0 (5)

2(3)

0,4 (3)

В настоящее время в отношении «стандартных» и традиционных загрязнителей (сернистые оксиды, азотистые оксиды, летучая зола и полициклические ароматические углеводороды, сажа) существует множество апробированных технологий сокращения их выбросов в окружающую среду при достаточно приемлемых затратах.

2. Экономически эффективные чистые технологии сжигания угля.

Разработанные экономически эффективные технологии сжигания угля, которые могут быть внедрены в секторе генерации электрической энергии и тепла с целью реализации Конвенции Европейской комиссии ООН по масштабному трансграничному загрязнению воздуха (LRTAP) и уменьшению выбросов парниковых газов, в первую очередь различаются по организации технологии сжигания угля.

В частности, внимания заслуживает следующая разработка специалистов ООО «УГК-Энергетика»:

Сжигание угля в циркулирующем кипящем слое многотопливной топки «КСОМОД»:

В котлах с циркулирующим кипящем слое (ЦКС) используются высокие скорости подачи воздуха, что вызывает разрыхление. В таких котлах поддерживается высокая степень непрерывной рециркуляции большой массы топлива за счет разделения крупной и мелкой фракций топлива, сгорания последней в конвекционном потоке надслойного пространства, повторного использования несгоревшей крупной фракции. КЦКС характеризуется более высокой тепловой интенсивностью на единицу площади (до 8 МВт/м2) и большей производитель- ностью единичного парогенератора (до 100 т пара в час). Кроме того, ЦКС допускает сжигание твердого топлива с более широким фракционным составом.

Многотопливная ЦКС-технология позволяет существенно улучшить экономические и экологические показатели котлоагрегатов. Кроме того, котлы с ЦКС малочувствительны к колебаниям качества угля. Технология ЦКС особенно эффективна при использовании топлив, требующих в классических пылевидных котлах систем серо- и газоочистки, а также при использовании низкокалорийных топлив. При сжигании многих твердых топлив котлы с ЦКС могут быть вполне конкурентоспособными по сравнению с традиционными угольными станциями. Капитальные затраты на реконструкцию действующих ТЭС по технологии ЦКС в несколько раз ниже, чем на новое строительство.

Ниже изображена многотопливная топка «КСОМОД» с циркулирующим кипящим слоем (ЦКС), где наглядно показаны зоны горения

85(1)
 На основании данной  технологии можно предложить высоко эффективные мероприятия, не связанные с значительными финансовыми затратами, направленные на повышение эффективности тепловой схемы, энергетического оборудования и их надежности. В состав таких малозатратных и энергоэффективных станций целесообразно отнести следующие предложение по строительству энергетического комплекса на основе высокотемпературного теплообменного аппарата на твердом топливе:

1. Общая часть 

Настоящим предложением предусматривается строительство энергетического комплекса ТЭЦ (ТЭС) в составе парового высокотемпературного теплообменного аппарата «НЕЙТРОН» на твердом топливе и паровой турбогенераторной установки «PARSONS» с целью обеспечения предприятия электрической энергии от собственного источника.

2. Основные технические решения 

Предложением предусматривается:

  • установка Высокотемпературного Теплообменного Аппарата «НЕЙТРОН», работающего на твердом топливе;
  • организация приема и складирования топлива;
  • организация топливоподачи;
  • подача воздуха для сжигания топлива;
  • установка дымовой трубы;
  • отвод уходящих газов от котла в дымовую трубу, очистка их от золы;
  • организация шлакозолоудаления;
  • подготовка химочищенной воды;
  • установка деаэратора, подача деаэрированной химочищенной воды в котел;
  • установка конденсационной паровой турбины «PARSONS»
  • организация маслоснабжения турбогенератора;
  • организация системы оборотного водоснабжения;
  • организация пароснабжения турбины;
  • организация отпуска электроэнергии потребителям, в т.ч. на собственные нужды комплекса;
  • отвод дренажей, сливов, продувок от оборудования и трубопроводов;
  • организация управления технологическим процессом;
  • мероприятия по охране труда, мероприятия по пожарно-и взрывобезопасности;
  • мероприятия по охране окружающей среды.

3. Основное оборудование 

Предложением предусматривается установка Высокотемпературного Теплообменного Аппарата «НЕЙТРОН» с многотопливной топкой КСОМОД производительностью в зависимости от требуемой электрической мощности на:

  • 6,5 т/ч пара насыщенного с Р =13 кгс/см2.
  • 10,0 т/ч пара насыщенного с Р =13 кгс/см2.
  • 20,0 т/ч пара насыщенного с Р =13 кгс/см2.
  • 25,0 т/ч пара насыщенного с Р =13 кгс/см2.

Выбор производительности определен на основании расчетных балансов Теплообменного Аппарата «НЕЙТРОН» с многотопливной топкой КСОМОД – вертикально водотрубный, с естественной циркуляцией, двухбарабанный.

Теплообменник имеет верхний длинный и нижний короткий барабаны, расположенные вдоль оси котла, экранированную топочную камеру и развитый кипятильный пучок из гнутых труб. Для устранения затягивания пламени в кипятильный пучок топочная камера делится шамотной перегородкой на две части: собственно топку и камеру догорания.

Внутри котельного пучка имеется чугунная перегородка, которая делит его на два газохода и обеспечивает разворот газов. Вход газов из топки в камеру догорания и выход газов из котла- асимметричные.

Питательная вода поступает в верхний барабан, откуда по последним рядам труб конвективного пучка поступает в нижний барабан. Питание экранов производиться не обогреваемыми трубами из барабанов. Пароводяная смесь из экранов и подъемных труб пучка поступает в верхний барабан. Солесодержание в барабане котла – до 3000 мг/кг, величина непрерывной продувки — до 10 %.

Высокотемпературный Теплообменный Аппарат — блочный, имеет опорную раму сварной конструкции, выполненную из стального проката.

Теплообменный аппарат оборудуется многотопливной топкой КСОМОД с циркуляционным кипящим слоем с ленточными питателями топлива.

Особенностью топки является:

Система подачи острого дутья обеспечивает:

  • низкие выбросы оксидов (СО, NOх, SO2 – зависит от состава золы) в атмосферу;
  • низкий химический и механический недожог и соответственно высокий КПД и экономию топлива;

Система рециркуляции отработанных газов обеспечивает:

  • сжигание мелкодисперсных взвешенных фракций топливного остатка;
  • дополнительное снижение вредных выбросов;

Механизированная охлаждаемая шурующая планка просты в эксплуатации, надежны в работе и обеспечивают:

  • шуровку слоя и выгрузку догоревшего шлака;
  • возможность полной автоматизации топочного процесса;

Активная аэродинамика в топочной камере обеспечивает:

  • появление заметной доли конвективной составляющей теплообмена топочных экранов;
  • повышение степени черноты топки и конвективного теплообмена даже при увеличении теплонапряженности топки снижают максимумы температуры и создают низкотемпературный топочный процесс, тепловосприятие экранов пониженное и равномерное, что увеличивает надежность их работы;
  • возрастание интенсивности теплообмена, выравнивание температурного поля в топке.

Подогрев питательной воды котла предусматривается в чугунном экономайзере типа ЭБ2-236И с газоимпульсной очисткой.

Подача воздуха в котел предусматривается вентилятором типа ВДН-9 (n = 1000 об./мин) с электродвигателем N = 11 кВт.

Отвод уходящих газов предусматривается дымососом типа ДН-9 (n = 1500 об./мин) с электродвигателем N = 15 кВт.

Выработка электрической энергии осуществляется путем подачи пара высокого давления в конденсационную турбину PARSONS, включает смонтированные на общей раме, совмещенной с масляным баком:

  • турбину;
  • редуктор;
  • генератор;
  • узлы системы маслоснабжения.
  • конденсатор

4. Топливо 

В качестве топлива предложением рассматриваются:

  • пеллеты древесные;
  • уголь марки «Д», рядовой (Др).

Характеристика пеллет древесных (диаметр *мм.длиа 10-20 мм)

  • влажность Wp( на рабочую массу) — до 10 %;
  • зольность (на рабочую массу) АР – 1,5-2,5 %;
  • сера (на рабочую массу)Sр – 0,01 %;
  • плотность – 1,26 т/м3;
  • насыпная плотность — 0,6 т/м3;
  • низшая теплота сгорания (на рабочую массу) QPH = 4070 ккал/кг;

Состав (на рабочую массу):

  • влажность Wp — 13,0 %;
  • зольность АР – 21,8 %;
  • сера Sр – 3,0 %;
  • углерод СР – 40,3 %;
  • водорода Нр — 3,6 %;
  • кислорода Np — 1,0 %;
  • кислород Ор-8,3 %;
  • насыпная плотность — 0,83 т/м3;
  • низшая теплота сгорания QPH = 4680 ккал/кг.

5. Склад топлива и топливоподачи 

Доставка топлива предусматривается автопогрузчиком, гидроманипулятором на железнодорожном ходу. Емкость склада рассчитывается на 7-ми суточный запас топлива.

Штабелирование предусматривается с помощью конвейера передвижного.

При эксплуатации котельной на пеллетах предусматривается их подача конвейером передвижным на установку скребковую наклонную, которой осуществляется подача топлива в бункер запаса.

Дробильный уголь (размер до 50 мм) поступает в бункер топливоподачи, далее с помощью шнековых питателей подается в топку.
Емкость бункера запаса топлива определена из условия обеспечения 16-ти часового запаса т.е. для пеллет – 40 м3, для угля – 24 м3.

6. Шлакозолоудаление 

Шлак и зола с решетки ссыпаются в канал ниже топочного устройства. По каналу конвейером скребковым горизонтально наклонным шлак и зола подаются в бункер шлака. На конвейер поступает также зола из экномайзера.

7. Водоподготовка 

Для выработки умягченной воды на восполнение потерь конденсата для питания парового котла предусматривается водоподготовка в составе:

  • балочной водоподготовительной установки ВПУ-6,0;
  • склада мокрого хранения соли;
  • бака-усреднителя сточных вод.

ВПУ-6,0 – водоподготовительная установка с одним двухходовым катионитными противоточным фильтром, баком-солерастворителем для регенирации катионита, а также паровым теплообмеиком для подогрева исходной воды до температуры 45 0С.

Жесткость умягченной воды — 20 мг-экв/л.

Источник водоснабжения предложением предусматривается водопровод технической воды.

8. Газоочистка

Благодаря высокоэффективной топке КСОМОД с циркулирующим кипящим слоем при сжигании твердого топлива на выходе из высокотемпературного теплообменного аппарата мы получаем минимальные значения вредных выбросов оксидов азота, оксидов серы, углекислого газа и минимальную зольность. Далее уходящие газы последовательно проходят три степени очистки: батарейный циклон, абсорбер и рукавный фильтр, что в целом обеспечивает максимальную экологическую составляющую данного энергетического комплекса.

ПРИМЕЧАНИЕ: Постановлением Госстандарта Российской Федерации был введен в действие ГОСТ Р 50831-95 [9], который отменил действующие ранее и ввел в действие новые международные нормативы удельных выбросов загрязняющих веществ в атмосферу для котельных установок ТЭС. Комплексное решение, которые разработано специалистами ООО «УГК-Энергетика», отвечает всем международным нормативам в области экологических стандартов.

Мы вам перезвоним!
Заполните форму, и в ближайшее время с Вами свяжется наш специалист!