Плазматрон на страже экологии

Отдельной темой прозвучали доклады о системах плазменного розжига и плазменной подсветки факела, которые в будущем могут позволить отказаться от использования мазута на станциях, сжигающих любые виды угля, - от бурого до антрацита. Стоит отметить, что данная технология имеет много недочетов и тонких моментов, которые при внедрении заявляют о себе. Наибольших успехов в испытаниях плазменно-топливных систем достиг Центр плазменных технологий РАО ЕЭС, который представил свои разработки плазматронов нового поколения. Заведующий лабораторией плазмохимии Института проблем горения (Алматы) д. т. н. Владимир Мессерле описал плазменно-топливные системы, которые уже внедрены на нескольких объектах в Казахстане, и подтвердил их эффективность в сжигании угля при одновременном снижении вредных выбросов от пылеугольных ТЭС. Системы плазменного воспламенения позволяют обойтись без дорогостоящих газа и мазута, которые традиционно используют для растопки котлов и стабилизации горения пылеугольного факела. Они обеспечивают стабильное воспламенение, снижение механического недожога топлива и температурного уровня в камере охлаждения котла. Благодаря двухступенчатому режиму сжигания топлива (ПТС и топка котла) снижаются выбросы NOx. Экономический эффект от внедрения ПТС показал, что он зависит от соотношения цен на уголь, газ, мазут. В целом, по словам Владимира Мессерле, срок окупаемости данного оборудования варьируется от 6 до 18 месяцев.

Новосибирская инжиниринговая компания ЗАО «СибКОТЭС» также представила плазматроны принципиально новой конструкции - на базе СВЧ-разряда, которые пока находятся на стадии разработки. По сравнению с электродуговыми плазматронами СВЧ-плазматрон имеет ряд таких преимуществ, как большее дробление частиц угля, более интенсивная газификации угля, устойчивое горение угольной пыли и полное выгорание топлива. Плазма локализована в пространстве в виде парящего СВЧ-разряда. В данной конструкции исключается смещение точки горения. Простота и надежность оборудования достигаются за счет отсутствия электродов, дорогого циркулятора, волноводов и элементов подстройки.

ОТ АНТРАЦИТА ДО БИОМАССЫ

Несколько докладов было посвящено опыту сжигания различных углей, влиянию минеральной части угля на процессы сжигания, использованию смесей углей, переводу станций на непроектные угли. Габор Сенеш, региональный директор немецкого концерна «Alstom», который занимает третье место в мире по производству электричества, рассказал об опыте внедрения факельных и ЦКС-котлов. Концерн использует Т-системы для сжигания лигнита, факельное сжигание для битуминозного угля, а также W-факела и технологию аэрошлакового расплава. Угольные электростанции «Alstom» оборудованы системами денитрификации и оссерования. Котлы с циркулирующим кипящим слоем позволяют использовать любое топливо - от антрацитов и бурых углей до биомассы. При этом выбросы оксидов азота и серы при умеренной подаче известняка практически отсутствуют из-за низкой температуры горения (850°C, традиционное - около 1220°C). Первый ЦКС с однопропусковым испарителем и с промежуточным циклом пара корпорация внедрила еще в 1988 году, а еще через три года был разработан ЦКС с 4 циклонами. Циклоны позволяют увеличить теплопередачу в топке, эффективность горения, уменьшить расход известняка и сократить эрозию топки и конвективного теплообменника. Опыт ALSTOM Power ЦКС был реализован на антраците, битуминозном угле, лигните, буром угле и нефтяном коксе. Кроме того, используется биомасса, которая варьируется от древесных отходов до отходов целлюлозных комбинатов, отходы углеобогащения (антрацитный штыб, антрацитная пульпа, угольные отвалы), горючий сланец и даже шлам водоочистки.

Российские производители - Таганрогский котельный завод, «ЗиО-Подольск», Бийский и Барнаульский котельные заводы - также рассказали о своих наиболее успешных проектах. Компания «ЗиО-Подольск» рассказала о возможностях строительства котлов с ЦКС в России. ЗАО «СибКОТЭС» представило результаты опытного внедрения новой конструкции пылеугольного котла с кольцевой топкой на Новоиркутской ТЭЦ мощностью 820 тонн пара в час. Большое количество работ было посвящено математическому моделированию физических процессов с использованием российских и зарубежных программных продуктов. Это перспективное направление в энергетике позволяет конструировать новые топочные устройства, горелки, значительно сократив затраты на натурное моделирование. Авторы продемонстрировали положительные результаты, подтвержденные экспериментальными данными. Впервые на форуме такого уровня были затронуты вопросы малой энергетики и сжигания биотоплив. Представленные разработки в этой области позволяют говорить о перспективах создания котлов, сжигающих биотопливо с высоким КПД.

ПОКА НЕ КОНЧИТСЯ ГАЗ

Поскольку технологии переработки углей давно не являются революционными, их промышленное освоение не займет много времени, и при условии финансирования внедрение последует достаточно скоро. Основные технологии переработки углей хорошо известны и широко применяются во всем мире: механическое измельчение (получение водоугольного топлива, природных сорбентов), экстракция (получение гуминовых препаратов, нативных химических продуктов), гидрогенизация (получение моторных топлив, бензолов и фенолов), полукоксование (получение жидкого топлива, химического сырья и адсорбентов широкого профиля), газификация (получение метанолов, жидкого топлива и углеводородов), коксование (получение масел, ароматических соединений и коксового газа), сжигание (углеграфитовые материалы, сажа). Но в России почему-то до сих пор бытует мнение, что переработка угля - дорогое и не окупаемое удовольствие. Еще 30 лет назад это утверждение имело под собой основания, но игнорировать собственные природные и научные ресурсы сегодня - непозволительная роскошь. Ни для кого не секрет, что южноафриканская компания «Сосол», помимо стратегического вида дохода - экспорта бензина, имеет огромный доход от производства более чем 240 видов различной продукции из угля. На этом и основывается геополитика цивилизованного государства. Страна живет не торговлей энергетическими ресурсами, а представлением на рынок высокотехнологичной продукции, таким образом, устанавливая не временную, а долгосрочную зависимость других стран. Владельцы предприятий сегодня отлично понимают необходимость и выгодность реформирования энергетического комплекса. Но для проведения таких реформ необходимо понимание на государственном уровне. Тем временем уже составлена программа по энергетике до 2030 года, согласно которой основным энергетическим топливом по-прежнему остается газ.

Подготовила Мария Роговая

http://ugolmetan.com/2011/06/dolgosrochnaya-programma-razvitiya-ugolnoj-promyshlennosti-rossii-do-2030-goda/