Во второй половине XX века газ, нефть и уголь практически полностью вытеснили сланец, торф, а также растительные, древесные и дру-гие горючие отходы из отечественной энергетики. За рубежом же эти виды топлива широко применялись и применяются до сих пор, особенно в коммунальной и малой теплоэйергетике. Их использование часто дотируется государством, например, поставками дешевой щепы, остающейся от рубок ухода в лесничествах и при организации других природоохранных мероприятий.
Впрочем, с переходом России к рынку, в том числе и в сфере энергетики, появились серьезные предпосылки для развития коммунальной и малой энергетики на базе дешевого и доступного низкосортного местного топлива и горючих отходов. Подводя итоги очередного отопительного сезона, который в России по-прежнему не обходится без форс-мажора, имеет смысл уделить этой «маргинальной» энергетике хоть немного внимания.
Мотивы и стимулы
Обычно доля топлива в стоимости отпускаемого тепла составляет 40—60%. Неудивительно поэтому, что переход от использования дорогих высококачественных углей, газа и мазута к практически бесплатным горючим отходам и дешевому местному топливу дает ощутимые выгоды. К тому же переход на местное топливо, разработка торфяников и месторождений низкосортных углей, хотя и требует определенных затрат, в целом положительно сказывается на экономике даже дотационных регионов благодаря созданию новых рабочих мест.
Кроме того, сжигание отходов для нас — пока наиболее простой и эффективный способ избавиться от загрязнений. Этот подход позволяет также заметно укрепить экономическую устойчивость и повысить рентабельность предприятия еще и за счет исключения затрат на экологические штрафы, вывоз отходов, мусора и содержание предприятием пожароопасных свалок отходов.
Как это сжигать
Самое трудное в переходе к сжиганию местных низкосортных углей, торфа, растительных и древесных отходов — реконструировать существующие печи в котельных. Наиболее простым по технологии представляется способ сжигания на колосниковых решетках в обычных печах. Однако отходы и низкосортные угли в таких топках, как правило, не гор Многолетний опыт показывает, что практически в имеющиеся типовые топки и котлы не приспосо лены для сжигания древесных отходов, торфа влажных бурых и других низкосортных углей: д перевода котельных на сжигание нового топли требуются новые топки и технологии сжигания.
За рубежом после энергетического кризи 1970— 1980-х годов экономические и экологические соображения стали определяющими при проектировании и эксплуатации котельных для ЖКХ. Главным направлением совершенствования технико-экономических и экологических показателей котельнь стало применение топок кипящего слоя с низкой температурой сжигания. Их тепловая инерция оказывается намного выше за счет введения час (например, золы) в газовые потоки. Это стабилизирует процесс горения, обеспечивает его изотермичность (постоянство температуры) и позволяет сжегать даже низкосортное топливо при относительно низких температурах (800—1000 °С).
Экологичность и эффективность
Выяснилось, что сжигание такого топлива со cpaвнительно невысокой теплотворной способность в печах новой конструкции при относительно низких температурах оказывается гораздо эффективна в частности, из-за того, что появляется возможность снизить вредные выбросы в дымовых газах по сравнению с широко применяемыми высокотемпературными процессами горения. Не менее важно и то, что при этом жесткие санитарные нормы по оксидам серы и азота удается соблюсти и без применения дорогостоящих схем газоочистки.
Отечественный опыт и зарубежная практика показывают, что топки кипящего слоя соответствуют постоянно ужесточающимся и расширяющимся пноменклатуре ограничениям на выбросы широкого круга вредных веществ. Количество вредных выбросов таких опасных соединений, как угарный газ бензопирены, диоксины и некоторые другие, уменьшается благодаря равномерному и эффективному перемешиванию и выжиганию во всем объеме топки. Помимо этого, при пониженной температуре сжигания возгонка минеральной части топлива (золы) минимальна и, следовательно, резко уменьшаются отложения на поверхностях нагрева, а оксиды серы и «кислые соединения» других элементов типа хлора и фтора гораздо легче подавляются.
Изотермичность и хорошее перемешивание в гопке обеспечивают низкую (всего несколько процентов) концентрацию горючих соединений в золе. Иными словами, такие установки, во-первых, обеспечивают высокую степень выгорания горючих соединений и соответственно гарантируют малые потери топлива, а во-вторых, позволяют сжигать практически любые горючие отходы и самые низкосортные топлива. При обычном сжигании углей, даже Высококачественных, котельный шлак содержит до 70-80% горючих соединений, так что его можно с успехом дожигать в топках кипящего слоя.
«Всеядные» котлы
В настоящее время в производственном объединении «Бийскэнергомаш» для котлов производильностью выше 20 Гкал/ч используется более совершенная технология, в которой упомянутый кипящий слой вовлечен в особую циркуляцию.
Такая технология, уже примененная при реконструкции Читинской ТЭЦ-2, позволила, в частности:
повысить КПД котла (при номинальной нагрузке он составил 86%);
повысить эффективность использования топлива (механический недожог не превышает 2,5%) без применения дорогостоящих механических систем возврата;
вдвое снизить выбросы оксидов азота (не более 200 мг/м3);
снизить потери тепла из-за недожога топлива.
Сжигание в вихре
Не менее перспективной выглядит технология сжигания в низкотемпературном вихре. По стабильности горения, глубине выгорания топлива и экологическим показателям котлы с низкотемпературным вихревым сжиганием почти не отличаются от котлов с топками кипящего слоя.
На вихревой способ сжигания переведены три котла производительностью 60 Гкал/ч в котельной г. Междуреченска (Кемеровская область). Реконструкция позволила полностью отказаться от использования мазута (прежде около 30% тепла здесь получали от сжигания мазута). Эта же технология использована в котлах для сжигания подсолнечной лузги в г. Барнауле.
В Абазинском лесокомбинате (Хакасия) работа всего одного котла с вихревой топкой на древесных отходах полностью оправдала отказ от централизованного теплоснабжения (от ТЭЦ) — затраты на строительство собственной котельной окупились за один отопительный сезон.
Экономия и экономика
Приведенный перечень примеров далеко не полон и касается лишь так называемых особых (нетиповых) котлов. С экономической точки зрения проекты, основанные на использовании таких котлов, чрезвычайно выгодны. Срок окупаемости вложенных средств составляет от 3 месяцев до 1,5 лет в зависимости от конкретных условий.
Но и типовое котельное оборудование можно использовать с неменьшей выгодой. Не секрет, что из-за высоких тарифов на энергоносители многие руководители предприятий желают «отделиться» от ТЭЦ, заменив централизованное теплоснабжение автономным. Экономия подчас получается весьма значительной. К примеру, собственная котельная с тремя котлами, построенная в одном из опустевших производственных цехов завода «Трансмаш» в Барнауле, окупилась за полгода.
По материалам сайта «Энергетика и промышленность России»
- Версия для печати
- 5563 просмотра
