ЭКОЛОГИЧЕСКИ ЧИСТЫЕ ТЕХНОЛОГИИ горения и ГАЗИФИКАЦИИ  УГЛЕЙ В КИПЯЩЕМ СЛОЕ для нужд энергетики

Майстренко А.Ю., корчевой ю.п.

Институт угольных энерготехнологий НАН и МинТопЭнерго Украины, Киев, Украина

Твердотопливная энергетика Украины на начало 2003 года находится в крайне тяжелом положении. Большая часть энергоблоков физически и морально устарела. Состояние пылеугольных ТЭС осложняется тем, что из-за дефицита топлива блоки тепловых электростанций и крупные котельные работают на частичных нагрузках с частыми остановками и неудовлетворительными экологическими показателями. Использование высокозольных углей на электростанциях приводит к понижению эффективности их работы, нерациональному использованию природного газа и мазута, значительному экономическому и экологическому ущербу.

Выход из сложившейся ситуации видится в использовании  новых высокоэффективных угольных технологий, которые обеспечивают: существенное улучшение технико-экономических показателей по сравнению с работающими блоками; ориентацию на использование рядового угля разной степени метаморфизма с уровнем зольности до 50-60%; возможность работы в маневренном режиме с высокими экономическими показателями; значительное сокращение выбросов вредных веществ в окружающую среду; наиболее полную утилизацию отходов.

Указанным требованиям отвечают следующие технологии:

–       современные факельные методы сжигания с системами серо- и азотоочистки дымовых газов;

–       методы сжигания в различных модификациях кипящего слоя (КС) и, в первую очередь, циркулирующего кипящего слоя (ЦКС);

–       методы сжигания в кипящем слое (КСД) и циркулирующем кипящем слое под давлением (ЦКСД) для парогазовых установок (ПГУ) на твердом топливе;

–       методы газификации в потоке, КСД и ЦКСД для ПГУ на твердом топливе.

Современные факельные методы сжигания угля с системами серо- и азотоочистки дымовых газов и методы  газификации в потоке для ПГУ на твердом топливе предназначены для утилизации углей с зольностью до 20-25%, а технологии КС могут использовать твердые топлива –  до 60% и отходы углеобогащения.

Учитывая, что угли, которые поступают на электростанции Украины, являются высокозольными, необходима либо разработка оригинальных, либо адаптация существующих технологий.  В то же время состояние машиностроительного комплекса и финансовые возможности не позволяют в короткий срок произвести массовое внедрение новых угольных технологий, в связи с чем сегодня энергетика Украины нуждается также в ее реконструкции.  Поэтому  внедрение методов термической переработки углей в различных модификациях кипящего слоя  при атмосферном давлении (в первую очередь ЦКС) является задачей ближайшего будущего (2000-2015 г.г.), а применение технологий сжигания и газификации под давлением для ПГУ на твердом топливе следует ожидать после 2005-2010 годов.

Работы, проведенные в ИВЭ позволили  получить следующие результаты.

1.     Были определены основные технологические и экологические характеристики процессов горения высокозольных углей  Украины в различных модификациях КС. При этом подтверждено, что в кипящем слое может быть обеспечено эффективное сжигание высокозольного угля и отходов  углеобогащения с высокими экологическими показателями (SO_x, NO_x < 250 мг/нм³) без использования природного газа или мазута на их конверсию.

2.      Для процессов горения в ЦКС показано, что с увеличением степени метаморфизма возрастают оптимальные температуры сжигания угля и связывания оксидов серы, доля первичного воздуха в дутье, уменьшается  степень конверсии высокозольного угля и диапазон регулирования мощности установок.

3.     Проведена адаптация ЦКС-технологий к высокозольным углям Украины.

Разработаны  рекомендации по использованию методов сжигания и газификации в различных модификациях КС для термической переработки высокозольных углей, которые определяют приоритетность тех или иных технологий для утилизации твердого топлива заданных зольности и степени метаморфизма.