5.6. Обгрунтування напрямку використання продуктів підземної газифікації вугілля
К основным продуктам подземной газификации углей относятся продукты, которые получаются непосредственно при газификации угля, т. е. газы, смола и газовая вода. Кроме основных продуктов, на станциях Подземгаз могут производиться побочные продукты, получаемые при ректификации воздуха, от переработки газовой воды и извлечения из газа отдельных его компонентов.
В настоящее время технология подземной газификации углей направлена на производство энергетического и технологического газа.
5.6.1. Газ енергетичний
Под энергетическим газом понимается газ подземной газификации углей, пригодный по своим теплотехническим качествам для замены угля и других видов топлива при его сжигании и топках газовых турбин, печей, паровых и водяных котлов, а также в других теплотехнических агрегатах и печах. Но главное—это использование газа как топлива на электростанциях
Этот газ должен обладать теплотой сгорания, которая были бы не ниже теплотехнически обоснованной, и себестоимость единицы тепла была бы наименьшей.
Теплотехнически обоснованная наименьшая теплота сгорания газа позволяет применять этот газ как топливо вместо угля с получением теплотехнических показателей, не уступающих при работе агрегата на угле.
Существует еще экономически обоснованная теплота сгорании энергетического газа; ее значение определяется не только из теплотехнических, но и из экономических предпосылок. Причем экономически обоснованная теплота сгорания энергетической газа не может быть ниже наименьшего значения теплоты сгорания, обусловленной теплотехническими требованиями к газу.
Величина наименьшей теплотехнически обоснованной теплоты сгорания газа зависит главным образом от особенностей агрегата, потребляющего газ, а величина экономически обоснованной теплоты сгорания газа зависит от конкретных экономических показателей производства и транспортировки газа к потребителям разной теплоты сгорания, а также от расходов (потребителя), связанных с применением газа.
В себестоимости единицы тепловой энергии газа подземном газификации углей большой удельный вес занимает стоимость дутья. Поэтому для производства энергетического газа применяется наиболее дешевое воздушное дутье. Стало быть, газ подземной газификации углей, получаемый на воздушном дутье, является газом, предназначаемым к сжиганию как топливо, т. е. энергетическим газом.
Сжигание энергетического газа с низшей теплотой сгорании (700—800 ккал/нм3) без подогрева воздуха в инжекционных горелках протекает с желаемой полнотой при избытке воздуха всего лишь в 10—12%, и при этом развивается калориметрическая температура в 1150—1350°С.
При подогреве воздуха полнота горения газовоздушных смесей достигается при избытке воздуха всего лишь в 4—6% В табл. 5.2, 5.3приведены некоторые показатели сжигания подогретого газа с подогретым воздухом.
Таблица 5.2
Показатели сжигания подогретого газа с подогретым воздухом
Таблица 5.3
Сравнительная оценка теплотехнических качеств различных топлив по относительным к.п.д. парокотельных электростанций
При энергетическом использовании газа его теплота сгорания в пределах 800 и 850 ккал/нм3не является главным фактором, определяющим к. п. д. энергетической установки, так как в топках котлов сжигается газ в смеси с воздухом, и чем выше теплота сгорания газа, тем большее количество воздуха расходуется на сжигание 1 м3 газа.
В результате теплота сгорания горючих смесей газов различной калорийности отличается менее значительно, чем их теплота сгорания. Например, для газа подземной газификации углей она составляет 500 ккал/нм3, для природного газа 750 ккал/нм3.
Следует учитывать еще и экономический фактор. Например, применение энергетического газа подземной газификации углей на электростанциях средней мощности вместо угля, как показывают приближенные расчеты, почти вдвое уменьшает расход металла на паровые котлы, снижает стоимость строительства на 25-30% и увеличивает к. п. д. электростанции на 10—12%, производительность тру да на 35 - 40% и облегчает условия работы.
Состав и теплота сгорания энергетического газа подземной газификации углей, вырабатываемого в разные периоды станциями Подземгаз, зависят от многих факторов геологического технического и экономического характера.
Одним из существенных недостатков низкокалорийного энергетического газа является высокая стоимость его передачи на значительные расстояния и относительно высокий расход металла на газопроводы.
При необходимости выбора места строительства электростанции у источника воды или у станции Подземгаз целесообразно проводить сравнение себестоимости подачи воды и газа к электростанции.
Подача воды к электростанции при ее расположении вблизи станции Подземгаз будет стоить дешевле, чем подача газа на электростанцию, расположенную у воды, и подача воды на станцию Подземгаз.