- •Природоохранные технологии на тэс
- •Содержание
- •Предисловие
- •Введение
- •1.Современные технологические способы подавления оксидов азота
- •1.1. Этапы развития котельной техники России
- •1.2. Двухступенчатое сжигание.
- •Отрицательные последствия применения двухступенчатого сжигания
- •Опыт компании «Mitsui Babcock» по усовершенствованию двухступенчатого сжигания
- •1.3. Внедрение метода трехступенчатого сжигания на угольных электростанциях в России и снг
- •1.4. Усовершенствование метода трехступенчатого сжигания
- •1.5. Концентрическое сжигание
- •1.6.Подача воды или пара в зону горения.
- •Практическая реализация снижения nOx за счет впрыска пара
- •1.7. Опыт мэи по подавлению оксидов азота впрыском воды в зону горения
- •1.8. Рециркуляция дымовых газов
- •2. Сжигание топлив в кипящем слое
- •2.1. Сжигание твердых топлив в топках котлов, с классическим кипящим слоем
- •2.2. Топки с циркулирующим кипящим слоем
- •2.2.1. Отечественные котлы с циркулирующим кипящим слоем
- •2.2.2. Котлы с циркулирующим кипящим слоем под давлением
- •2.2.3.Зарубежные котлы с кипящим слоем (промышленный опыт)
- •Котлы с кипящим слоем, эксплуатируемые в сша
- •Применение котлов с цкс для сжигания сланцев
- •1.3.Сжигание твердых топлив с использованием аэрофонтанных предтопков
- •3. Плазменная технология
- •4. Разработка новых конструкций топочных камер для сжигания углей
- •4.1. Вихревые топки с жидким шлакоудалением
- •4.2.Принцип технологии вихревого низкотемпературного сжигания
- •4.2.1. Экономичность вир технологии
- •4.2.2. Экологические показатели
- •4.2.3.Надежность и маневренность
- •4.2.4. Результаты испытаний модернизированного котла пк-38 (ст. № 3а) Назаровской грэс
- •4.3.Пылеугольный котел с кольцевой топкой для крупных энергоблоков
- •5.Низкоэмиссионные горелочные устройства
- •5.1. Газомазутные малотоксичные горелки Классификация малотоксичных горелок
- •5.2. Зарубежные разработки малотоксичных горелок
- •5.2.1.Опыт внедрения малотоксичных горелок фирмой «Бабкок-Вилькокс»
- •5.2.2. Опыт внедрения малотоксичных вихревых горелок в Великобритании
- •5.2.3.Малотоксичные горелки, разработанные в Японии
- •5.3.Опыт внедрения малотоксичных зарубежных горелок в России
- •5.4. Работы вти по созданию малотоксичных горелок
- •5.4.1.Вихревые горелки вти
- •5.4.2. Работы вти по применению предварительной термоподготовки угольной пыли для создания горелочных устройств /6–9./
- •5.5. Разработки Томь-Усинской грэс и кгту по созданию горелочного устройства для снижения оксидов азота при сжигании газовых и длиннопламенных каменных углей в топках с жидким шлакоудалением
- •6.Термическая подготовка углей перед сжиганием в условиях тэс
- •6.1.Термическая подготовка углей в термоциклонных предтопках
- •6.2. Разработки эниНа
- •6.3. Разработки СибВти
- •6.4.Термическая подготовка углей с помощью плазменного газификатора
- •6.5. Работы Политехнического института сфу по применению предварительной термической подготовки углей в условиях тепловой электростанции для снижения оксидов азота.
- •7. Сжигание водотопливных суспензий
- •7.1. Современное состояние технологии сжигания водотопливных суспензий
- •7.2.Основные технологические характеристики водотопливных суспензий /5/.
- •7.3. Опыт применения водоугольных суспензий
- •7.3. Суспензионное топливо для мазутных тэс и котельных /5/.
- •7.4. Опыт применения водомазутных эмульсий на энергетических котлах тгмп - 314 и тгм - 96 тэц - 23 оао « Мосэнерго» /7/.
- •7.5.Разработки института «Новосибирсктеплоэлектропроект».
- •7.6. Исследования мэи (Технический университет) по применению водомазутных эмультсий для улучшения технико-экономических и экологических характеристик котельных агрегатов
- •7.7. Технико-экономическая перспективаиспользования суспензионного угольного топлива /5/.
- •8. Пассивные методы снижения токсичности дымовых газов при сжигании топлив
- •8.1. Химические методы очистки дымовых газов от оксидов серы
- •Мокросухой способ
- •Мокрый известняковый способ.
- •Озоновый способ
- •8.2.Химические методы очистки дымовых газов от оксидов азота
- •Технология сша
- •9. Золоулавливание на тэс
- •10. Мероприятия по снижению шума от оборудования тэс
- •11. Дымовые трубы тэс
- •Высота трубы, м 120 150 180 240 330
- •12. Защита водоемов от загрязнения сточными водами
- •12.1.Храктеристика сточных вод
- •12.2. Наиболее прогрессивные технические решения при эксплуатации электростанций «Мосэнерго» за счет внедрения кавитационных технологий.
- •Заключение
- •Список использованных источников Предисловие
- •К разделу № 1
- •К разделу № 2
- •К разделу № 3
- •К разделу № 4
- •К разделу №5
- •К разделу № 6
- •К разделу № 7
- •К разделу № 8
Котлы с кипящим слоем, эксплуатируемые в сша
В начале 90-х годов в компании Foster Wheeler создан котел Compact упрошенной конструкции. Прямоугольное сечение сепаратора твердых частиц позволяет присоединять его к топке без компенсаторов. Сепаратор улавливает большую часть твердых частиц (включая несгоревшее топливо), которые затем возвращаются в топку. В настоящее время мощности традиционных котлов с ЦКС и котлов ЦКС Compact практически одинаковы.
За последние годы в США введено в эксплуатацию несколько котлов с ЦКС. На реконструированных энергоблоках № 1 и 2 ТЭС Northside с 2002г. работают два котла энергокомпании Jacksonville Electric Authority мощностью по 300 МВт. Они демонстрируют возможность сжигания в крупных котлах с ЦКС угля и нефтяного кокса.
Основные расчетные показатели котлов ТЭС Northside следующие:
Тепловая мощность, МВт 689.
Паропроизводительность (свежий пар/пар промперегрева), т/ч 906/806.
Давление пара, МПа 17,2/3,77.
Температура пара, °С 540/540.
Характеристика применяемого топлива: нефтяной кокс Уголь
Влажность, % 9,0–5,2.
Зольность, % 0,4–12,8.
Содержание серы, 6,7–2,8.
Высшая теплота сгорания, МДж/кг 32,6–29,5
Топливо дробится до частиц размером 6,4мм. и смешивается с измельченным известняком, который связывает до 90 % серы. Смесь топлива с сорбентом вдувается в слой снизу подогретым воздухом. Снизу же в слой добавляется воздух, а в зону над слоем вводится вторичный воздух для поддержания средней температуры около 816 °С, что значительно ниже температуры размягчения золы для топлива практически всех видов. Поддержание такой температуры и правильный ступенчатый подвод воздуха значительно снижают образование оксидов азота в продуктах сгорания. Дальнейшему уменьшению этих выбросов благоприятствует инжекция аммиака в газовый поток. Дымовая труба общая для обоих котлов ТЭС и имеет высоту 153м.
На ТЭС сооружены два крупнейших в западном полушарии крытых склада топлива вместимостью по 54,5 тыс. т, диаметром по 122м; материал – алюминиевый сплав, поставщик – фирма Geometries. Топливо доставляется морскими судами и непосредственно с причала по закрытым конвейерам длиной 3,66км/ транспортируется на склады.
Выбросы трех основных загрязнителей воздуха после завершения реконструкции снижены на 10%, а мощность ТЭС увеличилась на 250 %. Значения выбросов следующие, мг/МДж: NOx – 37, SO2 – 64,5, твердых частиц – 5. Установка за котлом скруббера с суспензией из летучей золы с высоким содержанием оксида кальция обеспечивает общую степень улавливания серы свыше 98 %. Отношение Ca/S меньше, чем при вводе реагента только в кипящий слой при содержании серы в нефтяном коксе 8 %). Установлена система селективного некаталитического восстановления оксидов азота.
В апреле 2002г. на ТЭС Red Hills (штат Миссисипи) введены в промышленную эксплуатацию два энергоблока общей мощностью нетто 440 МВт, работающие на лигните. Котлы с ЦКС изготовлены компанией Alstom. Давление перегретого пара на выходе из котла 18,2 МПа, температура 568/540 °С. Каждый котел оснащен четырьмя циклонами. Предельно допустимые выбросы при 6 % О2 составляют, мг/м3 (при нормальных условиях): SO2–325, NО2–260, СО–260, летучих органических соединений – 7. Высокое содержание Са в золе лигнита позволяет снизить расход известняка, вводимого в топку для связывания серы. Имеются четыре внешних теплообменника с кипящим слоем для регулирования температуры перегретого пара. В течение приемочных испытаний были достигнуты все проектные показатели.
В середине 2004 г. в штате Пенсильвания на площадке ТЭС Seward, построенной в 1921 г., введен дубль-блок мощностью 521 МВт с двумя котлами с ЦКС компании Alstom Power, дымовые газы которых выбрасываются через прежнюю трубу высотой 183м.
На ТЭС сжигаются отходы добычи битуминозного угля. В радиусе 80км. от ТЭС количество золы и отходов угледобычи оценивается в 100 млн.т., а на территории штата – еще в 250 млн т. Горы такого топлива имеют высоту около 90м и длину в сотни метров. Ливневые стоки этих отвалов убивают все живое в местных водоисточниках. За срок службы ТЭС сможет использовать примерно 100 млн.т. таких отходов.
Со строительной площадки было вывезено 2 млн.т. кислотосодержащих отходов угледобычи, которые были смешаны для нейтрализации с 2,2 млн. т щелочной золы, вывезенной с площадок трех других ТЭС.
Отходы угледобычи, используемые на ТЭС, имеют следующие характеристики: теплота сгорания 11,6–13,9 МДж/кг, среднее содержание золы 51, серы 2,7–4,20 %, выход летучих 11–13 %.
При полной нагрузке ТЭС будет потреблять 437 т/ч топлива и 83,5 т/ч известняка. Для контроля выбросов SO2 с электростанции будет вывозиться около 270 т/ч золы для засыпки заброшенных шахт или на расположенную поблизости облицованную глиной свалку.
Привезенное на ТЭС топливо разгружается, просеивается до получения частиц размером 50 мм и по подземной галерее транспортируется на крытый склад площадью 11,2 тыс. м2 и высотой 30,5 м. Вместимость склада – 40 тыс. т – достаточна для работы ТЭС в течение четырёх суток.
Известняк складируется в круглом павильоне вместимостью до 12,7 тыс. т. и после измельчения тоже подается в один из четырех бункеров котельной.
Для летучей золы, которая может храниться на площадке до 4 суток, предусмотрено три силоса высотой по 61м. Кроме системы селективного некаталитического восстановления оксидов азота используется сухой абсорбер Alstom, снижающий выбросы SO2 при одновременном уменьшении расхода известняка.
Полная нагрузка ТЭС достигнута 9 июня 2003г. Завершающая фаза испытаний предусматривала работу на полной мощности при гарантийных КПД и расходе известняка в течение 8 ч и эксплуатацию с достижением минимальной эквивалентной готовности 95% – в течение 3 недель.
В штате Кентукки сооружается аналогичная ТЭС Gilbert мощностью 268 МВт с котлами ЦКС. Они будут оснащены селективными некаталитическими системами восстановления оксидов азота, выбросы которых не превысят 42,7 мг/МДж. Для снижения расхода известняка в кипящий слой дымовые газы проходят через распылительную сушилку, в которой вода используется не в составе суспензии, а инжектируется в дымовые газы отдельно от абсорбента, что значительно уменьшает размеры аппарата. Выбросы SO2 не превысят 258, а твердых частиц – 4,3 мг/МДж. Выбросы СО при нагрузке 70 – 100 % будут ниже 6,4, а при 40–70 % – менее 8,5 мг/МДж. Выбросы летучих органических соединений ограничены 2,2 мг/МДж, аммиака – 0,001 %.
На площадке пылеугольной ТЭС Spurlock в штате Кентукки в 2005г. введен энергоблок мощностью 278 МВт с котлом ЦКС. Намечается построить еще один такой же энергоблок в 2008 г. Каждый из них рассчитан на сжигание нескольких миллионов старых автомобильных покрышек и приблизительно 150 тыс. т биомассы в год.
В штате Западная Виргиния предусматривается сооружение ТЭС с ЦКС мощностью 85 МВт, которая будет работать на отходах углеобогащения.