РАЗРАБОТКА И ВНЕДРЕНИЕ ЭКОЛОГО-ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩЕЙ ТЕХНОЛОГИИ СЖИГАНИЯ УГЛЕЙ НА ТЭС
В связи с существующей потребностью решения проблем энергосбережения и энергоэффективности актуальным является разработка и внедрение новых технологий для подготовки и сжигания углей на ТЭС.
В Политехническом институте Сибирского федерального университета на кафедре «Тепловые электрические станции» сотрудниками лаборатории «Термическая подготовка углей» разработана эколого-энергосберегающая технология сжигания углей с применением универсальных горелочных устройств. Технология защищенная 37 патентами на изобретение [2-4] и впервые реализована в 2001 году на Красноярской ТЭЦ- 2 на котле БКЗ-420-140.
В 2005-2008 годах нами разработана и установлена система термической подготовки углей на котлах ПК-40-1 энергетических блоков мощностью 200 МВт Томь-Усинской и Беловской ГРЭС ОАО «Кузбассэнерго».
Тем не менее необходимо отметить, что предлагаемая технология растопки котлов предусматривает разогрев муфельной части горелочных устройств небольшим количеством мазута с помощью пароакустических микрофорсунок, что требует наличие мазутного хозяйства на ТЭС. В связи с этим перед нами была поставлена задача разработать такие горелочные устройства, которые бы полностью исключали применение мазута.
Решением стала принципиально новая конструкция, в которой для растопки котла используется внешний обогрев муфельной части горелочного устройства [3]. На прогретую до необходимой температуры рабочую поверхность муфельной части горелки подается пыль высокой концентрации (ПВК) при малых значениях коэффициента избытка воздуха. При недостатке окислителя происходит процесс газификации угольного потока. Далее термически обработанная смесь подхватывается потоком вторичного воздуха воспламеняется и сгорает, нагревая объем топочной камеры. При этом значительно снижается образование топливных оксидов азота.
Принципиальная схема эколого-энергосберегающего универсального горелочного устройства представлена на рис. 1.
Разработанная эколого-энергосберегающая технология термической подготовки в условиях тепловой электростанции для сжигания углей с применением универсальных горелочных устройств имеет целый ряд преимуществ:
- горелочные устройства выполняют тройную роль, а именно - используются в качестве растопочных, так и основных горелок с одновременным снижением оксидов азота;
- не требуется разводка топочных экранов;
- полный отказ от использования мазута при растопке и подсветке факела топочных камер котельных агрегатов ТЭС.
Анализ результатов технико-экономических расчетов, выполненных нами для различных тепловых электростанций показал, что при небольших первоначальных инвестициях в данную технологию получаются следующие показатели: индекс доходности больше единицы, срок окупаемости менее трех лет, что свидетельствует о высокой инвестиционной привлекательности разработанной технологии сжигания углей [4].