Место и роль твердого топлива в энергетики России

В прошедшие десятилетия в России осуществлялось преимущественное развитие промышленности и интенсивно росло потребление природного газа на тепловых электростанциях. Следует заметить, что газ в РФ является самым дешёвым и экологически чистым топливом.

Однако в условиях прогнозируемого падения добычи газа необходимо в ближайшие годы переориентировать отечественную промышленность, и прежде всего энергетику, на уголь как на основной энергоресурс. Поскольку ТЭС, в последние годы потреблявшие около 80% всего природного газа, сжигаемого в отрасли, расположены в европейской части России, то именно здесь наиболее остро встанут экономические, технические и экологические проблемы при замещении газа твердым топливом.

При сжигании мазута и газа проблема золоулавливания из дымовых газов отсутствует: она становится актуальной при сжигании в топках твердого топлива – каменного, бурого углей и горючих сланцев.

В 1997 г. РФ введены новые нормативы удельных выбросов загрязняющих веществ в атмосферу для вновь создаваемых котельных установок (ГОСТ Р 50837-95). Они ориентированы на современный уровень научно-технического прогресса.

В 1999 г. был принят Федеральный закон «Об охране атмосферного воздуха». Однако в настоящее время нормативы выбросов для действующих котельных установок в РФ ещё не установлены. В отрасли дополнительно к государственному законодательству по нормированию выбросов загрязняющих веществ в атмосферу с 1981 г. действуют ведомственные требования, предписывающие выбор для ТЭС золоулавливающего оборудования с предельной степенью очистки газов, которая устанавливается в зависимости от приведенной зольности топлива, мощности и типа электростанций (ТЭЦ или КЭС). Ведомственные требования являются частью норм технологического проектирования электростанций и тепловых сетей.

Поскольку требования к оборудованию, введённому до 1981 г. и находящемуся в настоящее время в эксплуатации, не отвечают современному уровню развития техники, задачей отрасли является поэтапная модернизация и во многих случаях замена устаревшего оборудования на современное высокоэффективное.

В нормы технологического проектирования введены требования к вновь вводимому оборудованию, которые соответствуют ГОСТ Р 50832-95.

Снижение выброса золовых частиц из топок котлов конструктивными и технологическими методами

Объем выброса золовых частиц из топок котлов для твердого топлива существенно зависит от типа топочного устройства.

Наибольшие выбросы летучей золы имеют место при пылеугольных камерных топках с твердым гранулированным шлакоудалением (при «холодной» воронке), при пылеприготовлении в шаровых барабанных тихоходных мельницах, где обеспечивается тонкий помол углей, или при пылеприготовлении в валовых и шаровых среднеходных мельницах. Немного меньше выброс летучей золы из топок при молотковых быстроходных мельницах или мельницах-вентиляторах, где происходит более грубый помол угля.

При топках с жидким шлакоудалением выбросы летучей золы из топки в конвективную шахту и далее в дымовые трубы существенно меньше, чем при твердом шлакоудалении, поскольку в этом случае часть золы расплавляется в топке и оседает в шлаковую ванну.

При слоевом сжигании твердого топлива на механических цепных решётках с различными типами подвижных колосников и при других многочисленных типах слоевых механических топок, применявшихся много лет назад на котлах с твердым топливом малой производительности, выброс летучей золы из топок был относительно невелик. В топках с циркулирующим кипящим слоем (ЦКС), получающих в настоящее время в мировой энергетики всё большее применение в связи с проблемами экологии, выброс золовых частиц в атмосферу в некоторых случаях не меньше, чем в пылеугольных топках традиционной конструкции, из-за добавки в слой известняка. Наиболее радикальным способом сокращения выброса золовых частиц в атмосферу является газификация твердого топлива

Золоулавливание и типы золоуловителей

При золоулавливании приходится иметь дело с частицами размером от 1мм до 1 мкм. Более тонкие частицы так называемые аэрозоли при пылевидном сжигании топлива в продуктах сгорания, как правило, отсутствуют или присутствуют в очень ограниченном количестве.

Для золоуловителей имеют значение следующие параметры летоучей золы:

· размер частиц;

· физические, химические и электрические свойства золы.

Для золоулавливания применяют преимущественно следующие способы, основанные на использовании:

· гравитационных и инерционных сил;

· молекулярных сил сцепления частиц золы с пленкой воды или её струями;

· электростатических сил электрического поля;

· фильтрования через матерчатую перегородку.

В прошлом на ТЭС в ряде случаев ограничивались простыми в обслуживании циклонными золоуловителями.