Донецький національний технічний університет

Автор: Водолажський Дмитро Анатолійович

Тема: "Розробка та анліз заходів по удосконалюванню спалювання палива для умов Вуглегірській ТЕС, з метою зниження викидів."

Фізико-металургійний факультет

магістерська робота

Керівник роботи: Саф'янц Сергій Матвеєвич

Донецьк 2003

E-mail:http://dim2003@ukrtop.com

     Магистерська робота

 

Стан навколишнього середовища в усьому світі зараз, як ніколи раніше, вимагає удосконалювання не тільки технологічних, але й екологічних характеристик ТЕС. Енергетика має потребу в корінній технологічній модернізації в частині рішення наукових і практичних задач по зниженню негативного впливу ТЕС на навколишнє середовище.Відомо, що основою нашої електроенергетики нашої країни є ТЕС. У переважній більшості випадків котлоагрегати станцій працюють на серосодержащем паливі. При його спалюванні вхідна до складу палива сірка вступає в реакцію з киснем повітря й утворить диоксид SO2 і триоксид SO3 сірки, що при відсутності очищення викидаються з димовими газами в атмосферу.Негативний вплив серосодержащих і інших шкідливих компонентів димових газів ТЕС на здоров'я населення, флору і фауну, будівельні об'єкти і народно-господарські спорудження не обмежується прилеглої до ТЕС територією, а поширюється на сотні і тисячі кілометрів. На Углегорской ТЕС установлені 7 енергоблоків сумарною потужністю 3600 МВТ, з них 4 блоки по 300 МВТ і 3 блоки по 800 МВТ із прямоточними котлоагрегатами типу ТПП-312А с турбінами ДО-300-240 (блоки 300 МВТ) і ТГМП-204 з турбінами ДО-800-240-3 (блоки 800 МВТ).Котлоагрегати розраховані на спалювання відсівань продуктів збагачення донецьких вугіль марки ГСШ із робочою теплотою згоряння Q =8000 ккал/кг і зольністю АР=22%.Загальна сірка у вугіллях складає SР=2.8%.Система золошлакоудаления-гидравлическая, напірна, оборотна. Очищення димових газів від золи здійснюється электрофильтрами ЭГА-2. Середня ефективність электрофильтров при зольності вугілля АР=22% склала ?=95.5%. Викиди золи по ТЕС у 1997 р. склали 272381.16 т/рік. Очищення димових газів від оксидів сірки й азоту на ТЕС не здійснюється через відсутність сірі- і азотоулавливающих установок. У зв'язку з тим, що щорічно сернистость палива збільшується, відповідно зростають викиди оксидів сірки SOx, 97-98% з який складає диоксид сірки SO2. При цьому величина максимальної приземної концентрації золи при сумарних викидах з 2 димарів досягається на видаленні 3100-3800 м від ТЕС і складає 2.65 ПДК, диоксида сірки на видаленні 4100-5100 м-1.81 ПДК і оксидів азоту на видаленні 4100-5100 м від ТЕС-2.69 ПДК. Величина максимальної приземної концентрації NOх, що володіють суммацией дії SO2 і приведених до нього по ПДК, складає 4.5 ПДК. Технологія одержання електричної і теплової енергії на блоках, що працюють на твердому паливі, породжує проблеми по охороні навколишнього середовища, загальні для всіх електростанцій у регіоні Донбасу, у тому числі для Углегорской ТЕС. Унаслідок морального і фізичного зносу встановлених на електростанції електростатичних фільтрів, ефективність очищення димових газів від золи складає 92 - 93 % . Відсутні установки по очищенню газоподібних викидів від оксидів азоту і сірки. Жорсткість екологічних норм висуває тверді вимоги до встановлюваного енергетичного устаткування, у зв'язку з цим інвестування на технічне переозброєння діючих ТЕС можливо тільки з установкою екологічно чистого чи устаткування ж розміщення на промплощадках установок по пылеподавлению, сероочистке і придушенню окислів азоту. Оскільки вартість газоочистного устаткування (за даними закордонних виробників) складає до 40% вартості основного устаткування ТЕС, а також через відсутність вільних площ на існуючої промплощадке електростанції, оснащення казанових установок сіре- і азотоочистками не представляється можливим. Рішення цієї проблеми - в освоєнні нових технологій спалювання твердого низькосортного палива в котлоагрегатах, використанні нових типів пальників, газотурбінних надбудов, а також інших технологій і засобів. Рекомендуетсяснижать викиди NOx за рахунок організації східчастого спалювання в енергетичних казанах і спалювання газу в екологічно чистих газових турбінах: блоки 300 МВТ - у 1,5 - 2 рази блоки 800 МВТ - з 215 до 160 мг/ нм 3 - знижуються викиди З2 і SO2 за рахунок зменшення витрати палива і заміщення частки мазуту і твердого палива енергією газів від ГТУ; Економічні санкції у виді штрафів до підприємства-виробника електричної і теплової енергії, дуже відчутні, а також прогрес у колективній свідомості суспільства і самих виробників стосовно навколишнього середовища, визначають необхідність у заходах щодо захисту навколишнього середовища. Кожне паливо в залежності від його технічних характеристик можна характеризувати умовним показником экологичности, Для природного газу показник экологичности прирівняний до одиниці, для інших видів палива цей показник менш одиниці: для донецьких вугіль - 0.0135, для мазуту - 0.0223. Розглядаючи техногенне навантаження регіону Донбас, у тому числі район розміщення Углегорской ТЕС, слід зазначити, що регіональне антропогенне навантаження високе, хоча і не досягає рівня промислово розвитих країн. Таким чином, виробникам електроенергії в регіоні не буде іншої альтернативи, як екологічно чисті технології (прямо зависяшие від виду палива), у противному випадку економічні санкції у виді штрафів за забруднення навколишнього середовища зроблять виробництво електроенергії нерентабельним. Саме випливаючи цій логіці, газотурбінні надбудови в даному регіоні мають право на життя, а Углегорская ТЕС - має переваги по своїй інфраструктурі і стану устаткування перед конкурентами для установки газотурбінних надбудов