- •Содержание
- •Введение
- •Анализ исследований энергетического использования канско-ачинских углей
- •1.1 Этапы развития топочных технологий сжигания углей на тепловых электростанциях
- •1.2 Угли Канско-Ачинского бассейна и их энергетическое использование
- •1.3 Технологические способы подавления оксидов азота
- •1.3.1 Ступенчатое сжигание
- •Двухступенчатое сжигание
- •Отрицательные последствия применения двухступенчатого сжигания
- •Опыт компании Mitsui Babcock по усовершенствованию двухступенчатого сжигания
- •Внедрение метода трехступенчатого сжигания на угольных электростанциях в России и снг
- •Усовершенствование метода трехступенчатого сжигания
- •Концентрическое сжигание
- •1.3.2 Подача воды или пара в зону горения
- •Опыт мэи по подавлению оксидов азота впрыском воды в зону горения
- •1.3.3 Рециркуляция дымовых газов
- •Работы вти по внедрению рециркуляции для снижения оксидов азота
- •1.3.4 Сжигание топлив в кипящем слое
- •Сжигание твердых топлив в топках котлов, с классическим кипящим слоем
- •Топки с циркулирующим кипящим слоем
- •Котлы с циркулирующим кипящим слоем в России
- •Котлы с циркулирующим кипящим слоем под давлением
- •Котлы с кипящим слоем (промышленный опыт)
- •1.4 Шлакование и загрязнение поверхностей нагрева котельных агрегатов при сжигании канско-ачинских углей
- •1.5 Вовлечение в энергетику сажистых (окисленных) углей Канско-Ачинского бассейна
- •1.6 Исключение мазута при растопке и подсветке факела топочных камер котлов
- •1.7 Выбор цели и постановка задач исследования
- •Основные задачи исследований:
- •2 Особенности вещественного состава и свойств углей канско-ачинского бассейна по высоте пласта и глубине залегания
- •2.1 Оценка величины запасов сажистых и окисленных углей Канско-Ачинского бассейна
- •2.2 Состав и свойства березовского угля по высоте пласта и глубине залегания
- •2.2.1 Органическая часть
- •2.2.2 Теплотехнические характеристики
- •2.2.3 Состав и свойства минеральной части
- •2.2.4 Особенности распределения органической и минеральной частей по фракциям различных бурых углей при размоле
- •2.2.5 Реакционная способность
- •2.3 Особенности сжигания окисленного березовского угля
- •2.3.1 Экспериментальная установка и методика исследований
- •2.3.2 Работа топочной камеры
- •2.3.3 Поведение минеральной части
- •2.3.4 Загрязнение поверхностей нагрева
- •2.3.5 О роли механического недожога в формировании отложений летучей золы при сжигании канско-ачинских углей с высоким содержанием кальция
- •2.4 Анализ результатов исследований
- •3 Экспериментальные исследования по сжиганию ирша - бородинского угля и его полукокса
- •3.1 Сжигание кузнецкого угля и полукокса ирша-бородинского угля на Егоршинской грэс
- •3.2 Сжигание ирша-бородинского угля и его полукокса на Красноярской тэц-1
- •3.3 Сжигание ирша-бородинского угля и его полукокса на огневом стенде
- •3.4 Выводы
- •4 Исследования по Термической подготовке углей канско-ачинского бассейна
- •4.1 Математическое моделирование процесса термоподготовки углей
- •4.2 Исследования по термоподготовке канско-ачинских углей в слоевом реакторе
- •4.3 Исследования по термоподготовке и сжиганию канско-ачинских углей на полупромышленной установке
- •4.4 Выводы
- •5 Технологические схемы и устройства по повышению эффективности энергетического использования углей канско-ачинского бассейна
- •5.1 Увеличение тепловой эффективности поверхностей нагрева котельных агрегатов
- •5.2 Технологические схемы и устройства по термической подготовке канско-ачинских углей как эффективной ступени их сжигания на тепловых электростанциях
- •5.2.1 Технологические схемы и устройства по внешней термоподготовке
- •Термоподготовка с использованием стандартного оборудования
- •Термоподготовка с использованием принципа фонтанирования
- •5.2.2 Внутритопочная термическая подготовка Термоподготовка угольной пыли в циклонных предтопках
- •Термоподготовка в топочных устройствах с возвратно-поступательным движением потока
- •Топочные устройства по термической подготовке кау с вертикальной циркуляцией угольной пыли в угловых камерах
- •5.2.3 Система термоподготовки углей с применением муфельных предтопков
- •Опытно-промышленный образец системы муфельной растопки, установленной на котле бкз-420-140 пт1 Красноярской тэц-2
- •Система термической подготовки на котлах пк-40-1
- •Система термической подготовки на котлах бкз-420 Красноярской грэс-2
- •Работа универсальной пылеугольной горелки
- •5.3 Выводы
- •6 Трехмерное численное моделирование аэродинамики топочной камеры, оборудованной системой термической подготовки топлива
- •7 Экономическая оценка эффективности технологии сжигания с использованием термической подготовки углей канско-ачинского бассейна и определение перспектив ее тиражирования
- •7.1 Оценка коммерческой эффективности технологии сжигания с использованием термической подготовки канско-ачинских углей с учетом риска и неопределенности
- •7.1.1 Финансово-экономическая оценка технологии сжигания с внутритопочной термической подготовкой канско-ачинских углей с примененением высокоэкономичного котельного агрегата
- •Анализ проектных рисков
- •Анализ чувствительности
- •Анализ безубыточности
- •7.1.2 Финансово-экономическая оценка технологии муфельной растопки канско-ачинских углей
- •Теплота сгорания мазута
- •Анализ проектных рисков
- •Анализ чувствительности
- •Анализ безубыточности
- •7.2. Применение специализированной модели межотраслевого комплекса – Энергетической модели России для определения эффективности различных энерготехнологий
- •Характеристика условий добычи и использования канско-ачинских углей
- •7.3 Формирование исходных параметров и определение экономических последствий тиражирования технологии термической подготовки канско-ачинских углей на пылеугольные тепловые электростанции России
- •7.4. Предотвращенный экологический ущерб от реализации технологии термической подготовки канско-ачинских углей
- •7.4.1 Экологическая оценка проекта «Высокоэффективный экологически чистый котельный агрегат» (вэка)
- •Определение величины снижения платы за выбросы загрязняющих веществ в атмосферу
- •Расчет предотвращенного ущерба при освоении технологии вэка
- •7.4.2 Экологическая оценка проекта «Безмазутная растопка котельных агрегатов» бмрк Расчет снижения платы за выбросы загрязняющих веществ
- •Количество угля, замещающего одну тонну мазута
- •При сжигании одной тонны мазута в топочную камеру котла поступает
- •Расчет предотвращенного ущерба при освоении технологии бмрк
- •7.5 Выводы
- •Основные результаты и выводы
- •Список использованных источников
7.4. Предотвращенный экологический ущерб от реализации технологии термической подготовки канско-ачинских углей
Экологический результат реализации инновационных энергосберегающих проектов заключается в снижении отрицательного воздействия на окружающую среду и улучшении ее состояния и проявляется в уменьшении объемов поступающих в среду загрязнений либо в снижении уровня загрязнения окружающей среды в целом, в увеличении количества и улучшения качества пригодных к использованию земельных, лесных, водных и др. ресурсов.
Экономическим результатом являются:
Предотвращенный экономический ущерб от загрязнения окружающей среды, т.е. предотвращенных благодаря снижению загрязнения окружающей среды затрат в материальном производстве, непроизводственной сфере и соответствующих расходов населения.
Прирост денежной оценки природных ресурсов, сберегаемых (улучшаемых) благодаря реализации энергосберегающих проектов.
Прирост денежной оценки реализуемой продукции, получаемой благодаря более полной утилизации топливно-энергетических ресурсов в результате осуществления проектов.
7.4.1 Экологическая оценка проекта «Высокоэффективный экологически чистый котельный агрегат» (вэка)
Канско-ачинские угли являются малосернистыми, поэтому при их сжигании особо остро встает проблема снижения выбросов не оксидов серы, а оксидов азота. Удельные выбросы оксидов азота при сжигании КАУ в действующих котлах электростанций Канско-ачинского топливно-энергетического комплекса (КАТЭКа) могут достигать значительных величин.
В результате осуществления проекта «Высокоэффективный котельный агрегат», предназначенного для реализации на котле Е-500-13,8, в два с лишним раза снижаются выбросы оксидов азота [42].
Расчет массы загрязняющего вещества в виде оксидов азота выполнен в соответствии с требованиями РД 34.02.305-98 по данным инструментальных замеров. В таблице 7.12. представлена сравнительная оценка выбросов загрязняющих веществ от серийных котлов БКЗ-420-140 ПТ 1, БКЗ-500-140 ПТ 2 и опытного котла Е-500-13,8 с термической подготовкой, рассматриваемого в настоящем проекте.
Таблица 7.12
Выбросы оксидов азота от котлов электростанций
|
|
Величина показателей |
||
Обозначение |
Ед. измер. |
БКЗ-420-140 ПТ 1 электрофильтр 4 поля |
БКЗ-500-140 ПТ 2 электрофильтр 5 полей |
Е-500-13,8 Термическая подготовка |
СNO2 |
мг/нм3 |
450 |
370 |
250 |
МNO2 |
г/с |
45,0 |
36,8 |
23,31 |
Как видим, наибольшая величина выбросов по всем ингредиентам у котла БКЗ-420-140 ПТ 1, оборудованном 4-польным электрофильтром. Этот котел оснащен топкой с жидким шлакоудалением. Высокие температуры, развиваемые в топке этого котла способствуют повышенному образованию оксидов азота.
Котел БКЗ-500-140 ПТ 2 имеет более низкие выбросы загрязняющих веществ, чему способствует сжигание топлива с умеренными температурами в режиме твердого шлакоудаления и установка 5-ти польного электрофильтра.
Наиболее низкие выбросы по сравнению с серийными котлами, которыми оснащены и оснащаются значительное количество сибирских ТЭЦ будет имеет котел Е-500-13,8 за счет внедрения системы термоподготовки.
С 1-го января 1997 г. введен новый ГОСТ Р 50831-95 “Установки котельные. Тепломеханическое оборудование” [302]. Этот ГОСТ значительно снижает требования к выбросам загрязняющих веществ в атмосферу по сравнению с ранее действовавшими нормами и неприемлем для большинства городов Сибири, в частности, для г. Красноярска. В то же время, нормы, принятые для большинства развитых стран, значительно более жесткие. В таблице 7.13 приведены нормативы удельных выбросов для котельных установок ТЭС и их сравнения с выбросами от опытно-промышленного экологически чистого котла Е-500-13.8.
Как следует из таблицы 7.13 опытно-промышленный экологически чистый котел Е-500-13,8, оборудованный системой внутритопочной термической подготовки КАУ с концентрическим сжиганием соответствует лучшим мировым стандартам.
Таблица 7.13
Нормативы удельных выбросов оксидов азота для котельных установок ТЭС
|
Массовая концентрация в дымовых газах при =1,4, мг/нм3 |
|
для котлов мощностью 100 МВт |
Германия |
200,0 |
Япония |
400,0 |
США |
300,0 |
|
для котлов Д 420 т/час |
ГОСТ РД 50831-95* |
370,0 ТШУ, бурый уголь |
|
при сжигании березовского угля: |