Сегодня - 14.11.2019

«Больше плазменно-топливных систем — меньше выбросов вредных веществ»

14 сентября 2015
 
В Институте теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН разработали плазменно-топливные системы (ПТС) подготовки энергетических углей к сжиганию на тепловых электростанциях. Такие ПТС улучшат экологические и экономические показатели Новосибирской ТЭС и котельных. 
 
Топка котла CH-200 мощностью 200 МВт Баодийской ТЭС, оснащенной 4 прямоточными ПТС, в процессе плазменной растопки (вид сверху)В настоящее время более 40% электроэнергии в мире вырабатывается на ТЭС, основным топливом которых является уголь. В России эта доля составляет около 30% и с каждым годом продолжает расти. Существующая в теплоэнергетике практика применения дефицитного и дорогостоящего мазута для воспламенения и стабилизации горения низкосортных углей приводит к высокому уровню выброса вредных веществ. Для повышения эффективности использования твердого топлива и снижения доли мазута в Институте теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН разработали плазменно-топливную систему электротермохимической подготовки энергетических углей к сжиганию на тепловых электростанциях. Она позволит улучшить эколого-экономические показатели Новосибирской ТЭС и котельных. 
 
Сама установка предполагает замещение мазута, который используют для растопки. Изначально котел находится в холодном состоянии, затем подают мазут, в предтопках его разжигают, и он горит от 4 до 8 часов. После достижения нужного уровня температуры начинают подавать измельченный уголь. Когда температура падает, снова подают мазут. Из-за этого происходит большое количество выбросов серы и ванадия.
 
Ученые предлагают ПТС, состоящую из плазматрона и такого же предтопка, но модернизированного уже под плазму. За счет этого измельченное угольное топливо горит более стабильно, и за три-четыре часа можно разжечь котел. «Мы поставили шесть плазменно-топливных систем, общая стоимость которых составила 50 миллионов рублей. После этого ежегодные затраты снизились на двадцать два миллиона рублей. То есть, система окупилась примерно за два года. Также становится меньше и вредных выбросов», — объясняет инженер-исследователь лаборатории экологических проблем теплоэнергетики ИТ СО РАН Евгений Борисович Бутаков. 
 
Демонстрационный стенд плазменно-топливной системы
 
В рамках международных проектов плазменные системы уже устанавливались в Словакии, Китае, Северной Корее и Казахстане. За несколько лет эксплуатации они позволили сэкономить более 150 тысяч тонн мазута. Сейчас ученые пытаются понять, пригодны ли они для Новосибирска. «За все время экспериментов у нас возникло несколько проблем. Первая — снижение износа электродов плазматрона: нужно подобрать материал и установить определенные режимы, за счет которых ПТС будет приходить в действие. Вторая — нам необходимо проанализировать работу Новосибирской теплоэлектростанции и понять, какие ресурсы нужно будет задействовать, чтобы поставить нашу систему и полностью избавится от топочного мазута», — рассказывает Евгений Борисович. Эксперименты проводятся на специальных стендах: измельченный уголь подается в установку, где с помощью плазмы поджигается, и в процессе горения анализируется стабильность пылеугольного факела посредством термодатчиков и газового анализа. Затем изучается состав вредных выбросов (зола, оксиды азота и серы, пятиокись ванадия) и зашлакованность поверхности котла. 
 
Позже планируется обновить датчики по газовому и температурному анализу. Затем провести эксперимент: на 5 МВт стенде установят плазменную систему. После чего туда начнут подавать уголь, и при разных режимах смотреть, как он воспламеняется и горит. Зафиксируют изменения температуры и количество газов, которое образуется на выходе из дымососа. В дальнейшем будет написан отчет с экономическими расчетами. 
 
Такая ПТС уже есть на Гусиноозерской ГРЭС в Бурятии, но в целом в России идея все равно реализуется с огромным трудом. Одна из главных причин заключается в том, что все котельные очень старые. «Сейчас мы работаем в Сколково. Пытаемся найти компанию, которая бы согласилась поставить себе нашу систему. Энергетический рынок достаточно сложный и консервативный: потребуются большие усилия, чтобы установка «прижилась» на местных ТЭС», — говорит Евгений Бутаков. 
 
Юлия Сасевич 
 
Фото предоставлены Е.Бутаковым
 
Голосов еще нет
Поделись с друзьями: 
 

comments powered by HyperComments

Система Orphus