Хотя доля ТЭС в мировом производстве электроэнергии и снизилась по сравнению с серединой 1970-х годов, когда она составляла 70-75%, а в США и Советском Союзе –около 80%, все же этот тип электростанций продолжает играть доминирующую роль в производстве электроэнергии.
Повсеместное использование на ТЭС каменного угля для выработки больших объемов электроэнергии объясняется дешевизной и доступностью его добычи, хотя этот тип топлива никогда не был оптимальным для электростанций. Так, теплотворная способность угля ниже, чем у нефти или природного газа, его труднее транспортировать, и, кроме того, его сжигание вызывает целый ряд нежелательных экологических последствий, в частности, выпадение кислотных дождей.
Со времени постройки первых ТЭС (в Нью-Йорке в 1897 г. и Санкт-Петербурге в 1898 г.) эффективность сжигания каменного угля в топках котлов ТЭС непрерывно повышалась. Так, если до 1900 г. удавалось преобразовать в электричество лишь 5% тепла, высвобождавшегося при сжигании угля в топках котлов, то к 1967 г. этот показатель достиг 40%. Другими словами, за 70 лет удельное потребление угля на единицу вырабатываемой электроэнергии сократилось в восемь раз. Соответственно снижалась и стоимости 1 кВт установленной мощности ТЭС: с 350 USD в 1920 г. (в ценах 1967 г.) до 130 USD в 1967 г. При этом цена отпускаемой электроэнергии за тот же период также снизилась с 0,25 до 0,02 USD за 1 кВт.
Однако, начиная с середины 1960-х годов, когда пылеугольные ТЭС (получившие такое название из-за того, что у них уголь перед подачей в топку котла размалывается в специальных шаровых мельницах до пылевидного состояния) достигли предела своего совершенства, определяемого законами термодинамики и свойствами материалов, из которых изготавливаются котлы и турбины. При этом одновременно существенно повысились капитальные затраты на строительство ТЭС в связи с ужесточением требований к защите окружающей среды от вредных выбросов, стоимость производства электроэнергии на угольных ТЭС значительно возросла, а их привлекательность снизилась.
Читайте также: Отопительный сезон «утопит» теплоэнергетиков
Главной причиной значительного повышения стоимости производства электроэнергии на угольных ТЭС, построенных в основном в 1960–1970-х годах, авторитетные специалисты-теплоэнергетики обоснованно признают использование в котлах этих станций крайне неэффективной технологии факельного (пылеугольного) сжигания каменного угля.
Суть этой технологии состоит в том, что каменный уголь, предварительно измельченный в шаровой мельнице до частиц размером порядка 200 микрон, вместе с горячим воздухом непрерывно подается в зону горения топки котла, где происходит факельное сжигание этих частиц угля путем нагнетания давления воздуха при очень высокой (около 2000С) температуре горения. Выделяющееся при этом тепло нагревает рабочее тело (воду и водяной пар), а образующийся в топке котла шлак выводится в виде жидкой раскаленной массы.
Существенным недостатком факельного сжигания каменного угля в топках котлов пылеугольных ТЭС является то, что электростанции, оборудованные такими котлами, могут работать на высокозольном каменном угле только при использовании дорогостоящих природного газа и мазута для растопки и подсветки пылеугольного факела. При использовании факельного сжигания таких углей существенно ухудшаются эколого-экономические показатели ТЭС вследствие повышения механического недожигания угля, увеличения выбросов в атмосферу экологически вредных оксидов серы и азота, а также ускорения коррозии экранных поверхностей нагрева парогенераторов.
В ряде технологически развитых стран мира отказались от неэффективной технологии факельного сжигания мелкоразмолотой угольной пыли в обычных котлах ТЭС. Вместо этой технологии в западных странах в течение последних 15 лет была разработана принципиально новая экологически чистая технология сжигания твердых топлив в циркулирующем кипящем слое (ЦКС) при атмосферном давлении.
В настоящее время эта технология успешно применяется в принципиально новых конструкциях котлоагрегатов мощностью 200-460 МВт с ЦКС, в том числе со сверхкритическими параметрами. Использование этой технологии, обеспечивающей высокую экономичность, надежность, экологическую чистоту и маневренность современных ТЭС, является наиболее перспективным методом реконструкции и строительства новых энергоблоков ТЭС.
Читайте также: Украинская теплоэнергетика набирает вес
Отличительной особенностью новой экологически чистой технологии сжигания угля в топках котлоагрегатов с ЦКС является то, что при ее применении для обеспечения устойчивого процесса сжигания угля с высокими коэффициентами теплоотдачи и равномерным распределением температур в кипящем слое требуется:
1. Сравнительно невысокая (порядка 820…900°С) температура кипящего слоя, имеющая место при сжигании крупных (порядка 0,2…0,25 см) частиц угля, которые ввиду разобщенности препятствуют быстрому образованию в кипящем слое окислов азота.
2. Многократная циркуляция (примерно 150 раз) инертной массы (в виде смеси золы, известняка и сравнительно небольшого количества подводимого свежего топлива), нагретой до 850…870°С (т.е. до намного меньшей температуры, чем в обычном котле при факельном сжигании топлива), что позволяет не только достичь хорошей сероочистки продуктов сгорания угля, но и существенно интенсифицирует процесс его сжигания.
Следует отметить, что котлоагрегат с ЦКС, намного сложнее пылеугольного котла. Он работает в более тяжелых условиях, обусловленных эрозией поверхностей нагрева запыленным потоком, имеет повышенный расход электроэнергии на привод высоконапорных вентиляторов для подачи воздуха в зону горения и создания кипящего слоя. По оценкам экспертов, использование котлоагрегатов с ЦКС в энергоблоках мощностью 150...200 МВт обеспечивает себестоимость электроэнергии, капитальные затраты, затраты на топливо, на обслуживание и ремонт, которые существенно не превышают аналогичные затраты для пылеугольных котлов с сероочисткой.
Основной недостаток технологии ЦКС:повышенный расход электроэнергии на собственные нужды, поскольку для обеспечения циркуляции необходимо значительное потребление воздуха. Но даже при этом КПД котлоагрегата с ЦКС составляет 90-91%.
Область применения котлоагрегатов с ЦКС:сжигание низкосортных твердых топлив при паропроизводительности до 250 т/ч как для новых ТЭС, так и для ТЭС, проходящих модернизацию.
В США, Германии, Франции, Швеции, Испании, Канаде, Китае и ряде других стран в настоящее время эксплуатируется более 200 котлоагрегатов с ЦКС, в том числе запущен в работу энергоблок мощностью 250 МВт. В России разрабатываются котлоагрегаты с ЦКС паропроизводительностью 160, 500 и 1000 т/ч для сжигания каменных и бурых углей различных месторождений.
Перестал работать кондиционер в автомобиле? Что необходимо предпринять для устранения поломки? На сайте http://sto.ms/ Вашему вниманию представлен специализированный автоцентр «Мастер Сервис». Качество обслуживания гарантировано.
.jpg)
.jpg)
.jpg)
.png)
.png)
.png)
.png)
.png)
