Что сгорит – то не сгниёт

Важнейшей проблемой российской и областной энергетики является модернизация и замена морально устаревшего и физически изношенного оборудования, доля которого с каждым годом увеличивается.

Экономически выгодно проводить техническое перевооружение с обязательным повышением экологических показателей оборудования на базе новых методов сжигания и прогрессивных конструктивных решений. Для сохранения окружающей среды и рационального использования природных ресурсов необходима экологически безопасная утилизация отходов производства.

Состояние окружающей среды и увеличение использования низкокачественных углей заставляют шире использовать виды топлива и технологии производства энергии, в наибольшей степени отвечающие экологическим требованиям. Это, прежде всего, утилизация отходов производства, нетрадиционные и возобновляющиеся источники энергии.

В Архангельскую область поступают угли в основном Печорского бассейна. Сжигание этих углей, особенно интинского, в топках котлов, работающих по схеме прямоточного факела, сопровождается интенсивным шлакованием поверхностей нагрева, что ведёт к недовыработке станциями тепловой и электрической энергии.

Повышение эффективности сжигания углей Печорского бассейна и сильношлакующих углей других месторождений имеет большое хозяйственное значение. Для решения данной проблемы можно использовать низкотемпературную (НТВ) и низкоэмиссионную вихревые (ВИР) технологии сжигания топлива.

Данные технологии позволяют применить метод ступенчатого сжигания топлива, снизить на 150200оС уровень максимальных температур в топочной камере и за счёт этого существенно уменьшить образование оксидов азота, устранить шлакование поверхностей нагрева. Многократная циркуляция газотопливного потока в нижней вихревой зоне увеличивает связывание оксидов серы «активными» компонентами минеральной части топлива и эффективность использования сорбентов, вводимых в топочную камеру.

Архангельская область находится в списке наиболее загрязнённых регионов России. В то же время регион является крупнейшим в Европе производителем лесной продукции и, соответ­
ственно, некондиционных отходов предприятий ЛПК. С экологической и экономической точек зрения наиболее целесообразно использовать отходы в качестве энергетического топлива.

Древесина — самый древний вид топлива, однако проблема эффективного сжигания древесных отходов до сих пор актуальна во всём мире. Это связано в основном с тем, что отходы переработки биомассы ввиду их высокой влажности и крайне неоднородного гранулометрического состава являются трудносжигаемым топливом. Поэтому необходимо совершенствовать организацию топочного процесса утилизационно­энергетических котлов.

Значительным топливноэнергетическим резервом Архангельской области являются леса, которые занимают около 40% её территории. При переработке древесины на предприятиях ЛПК в год образуется от 2,9 до 4,0 млн. пл. кбм древесных отходов в виде коры, опилок, отсевов щепы. Данные отходы сосредоточены в местах переработки древесины, в городах и посёлках области, их энергетический потенциал составляет от 18,4 до 25,2 млн. ГДж. При заготовке древесины в лесах остаётся от 3,5 до 5,0 млн. пл. кбм древесных отходов в год в виде веток, сучьев, древесной зелени и вершин, которые не используются, ведут к захламлению лесов, повышая их пожароопасность и способствуя размножению вредителей. Кроме этого, при санитарных рубках леса, расчистке придорожных полос и линий электропередач образуется ещё около 0,5 млн. пл. кбм биотоплива.

Таким образом, суммарный годовой объём древесных отходов, образующихся в ЛПК области, составляет 6,99,5 млн. пл. кбм, а их энергетический потенциал равен 4460,3 млн. ГДж. В качестве топлива используется в год лишь около 1 млн. пл. кбм древесных отходов. С развитием ЛПК области и с увеличением площади усыхающих лесов объём заготовок древесины будет возрастать, что вызовет увеличение отходов, образующихся при заготовке и переработке древесины.

Сравнение энергетического потенциала неиспользуемых древесных отходов и потребности региона области в тепловой энергии позволяет считать вполне возможным обеспечение тепловой энергией преимущественно за счёт сжигания отходов при условии перестройки системы лесопользования.

Для широкого использования древесных отходов в энергетическом комплексе региона существует несколько технических решений.

1. Строительство миниТЭЦ на древесных отходах. Здесь возможны различные технологические схемы, и хотя при этом требуются значительные капитальные затраты, производство тепловой и электрической энергии удешевляется, а также обеспечивается энергонезависимость предприятий от внешних источников энергии.

2. Модернизация существующих теплогенерирующих установок, работающих на древесных отходах. На предприятиях области реализовано более десяти различных технологических схем энергетического использования древесных отходов. Они имеют разную степень апробации, и большинство из них обладает значительным резервом повышения энерго­экологоэкономических показателей работы.

3. Перевод котлоагрегатов, работающих на жидком или газообразном топливе, на сжигание горючего газа, полученного при термической переработке древесных отходов в газогенераторных установках.

4. Гранулирование или брикетирование древесных отходов и замена каменного угля в котельных гранулами или брикетами. Реализация данного направления позволит значительно повысить технико­экономические показатели работы котельных и улучшить экологическую обстановку в регионе, однако требует значительных капитальных затрат.

5. Модернизация котлоагрегатов ТЭЦ блокстанций предприятий целлюлозно­бумажной и гидролизной промышленности на низкоэмиссионные схемы сжигания с активной аэродинамикой топочного объёма. К таким схемам относятся НТВ и ВИРтехнологии сжигания топлива, схема кипящего слоя,
а также слоевихревые и факельновихревые схемы.

6. Перевод котлоагрегатов, работающих на жидком или газообразном топливе, на сжигание отходов лесопиления путём применения высокофорсированных малогабаритных циклонных предтопков.

Успешное энергетическое использование отходов, образующихся при переработке древесного сырья, а также больших запасов лигнина, скопившихся в отвалах гидролизных заводов (особенно Онежского) возможно только на основе надёжного, отвечающего современным требованиям теплогенерирующего и вспомогательного оборудования, предназначенного для этого вида топлива.

Сотрудники кафедры промышленной теплоэнергетики (ПТЭ) АГТУ активно участвуют в разработке и промышленном освоении низкоэмиссионных вихревых технологий для сжигания каменных углей и биотоплива, а также слоевихревых и факельновихревых схем сжигания, обеспечивая на всех модернизированных объектах комплексное повышение экологоэкономических показателей теплогенерирующего оборудования.

В рамках научного направления «Энергетика промышлен­
ных предприятий и энергосберегающих технологий» сотрудниками кафедры ведутся исследования по интенсификации теплообмена в набивках регенеративных воздухоподогревателей и в поверхностях нагрева, выполненных из оребренных труб.

В. К. Любов,
доктор технических наук, профессор, член научного совета СЗО РАН по горению и взрыву, зав. кафедрой ПТЭ АГТУ.


Дата публикации: 29 октября 2007
Опубликовано в "Лесной Регион" №


Другие новости по теме:





Комментарии (0)
Оставить комментарий