Donetsk National Technical University

Autor: Vodolagzsky Dmitry Anatolievich

Тема: "Design and analyze of measures for perfection of the incineration of carburan for the conditions on Uglegorsk TPS, to aim of lowering of pollutions ."

Metall-physics faculty

magister's work

Work Director: Safyans Sergey Matveevich

Donetsk 2003

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

    Masters work

 
Состояние окружающей среды во всём мире сейчас, как никогда ранее, требует совершенствования не только технологических, но и экологических характеристик ТЭС. Энергетика нуждается в коренной технологической модернизации в части решения научных и практических задач по снижению негативного влияния ТЭС на окружающую среду.Известно, что основой нашей электроэнергетики нашей страны являются ТЭС. В подавляющем большинстве случаев котлоагрегаты станций работают на серосодержащем топливе. При его сжигании входящая в состав топлива сера вступает в реакцию с кислородом воздуха и образует диоксид SO2 и триоксид SO3 серы, которые при отсутствии очистки выбрасываются с дымовыми газами в атмосферу.Негативное влияние серосодержащих и других вредных компонентов дымовых газов ТЭС на здоровье населения, флору и фауну, строительные объекты и народно-хозяйственные сооружения не ограничивается близлежащей к ТЭС территорией, а распространяется на сотни и тысячи километров.
     На Углегорской ТЭС установлены 7 энергоблоков суммарной мощностью 3600 МВт, из них 4 блока по 300 МВт и 3 блока по 800 МВт с прямоточными котлоагрегатами типа ТПП-312А  с турбинами К-300-240 (блоки 300 МВт) и ТГМП-204 с турбинами К-800-240-3 (блоки 800 МВт).Котлоагрегаты рассчитаны на сжигание отсевов продуктов обогащения донецких углей марки ГСШ с рабочей теплотой сгорания        Q =8000 ккал/кг и зольностью АР=22%.Общая сера в углях составляет SР=2.8%.Система золошлакоудаления–гидравлическая, напорная, оборотная. Очистка дымовых газов от золы осуществляется электрофильтрами ЭГА-2. Средняя эффективность электрофильтров при зольности угля АР=22% составила η=95.5%. Выбросы золы по ТЭС в 1997 г. составили 272381.16 т/год. Очистка дымовых газов от оксидов серы и азота на ТЭС не осуществляется из–за отсутствия серо- и азотоулавливающих установок. В связи с тем, что из года в год сернистость топлива увеличивается, соответственно возрастают выбросы оксидов серы SOx, 97-98% из которых составляет диоксид серы SO2. При этом величина максимальной приземной концентрации золы при суммарных выбросах из 2 дымовых труб достигается на удалении 3100-3800 м от ТЭС и составляет 2.65 ПДК, диоксида серы на удалении 4100-5100 м–1.81 ПДК и оксидов азота на удалении 4100-5100 м от ТЭС–2.69 ПДК. Величина максимальной приземной концентрации NOх, обладающих суммацией  действия SO2 и приведенных к нему по ПДК, составляет 4.5 ПДК. Технология получения  электрической     и  тепловой энергии на блоках, работающих на твердом топливе,  порождает проблемы по охране окружающей среды, общие для всех  электростанций  в регионе  Донбасса, в том числе для  Углегорской  ТЭС.

     Вследствие морального и физического износа установленных на электростанции электростатических фильтров, эффективность очистки  дымовых  газов  от золы составляет 92 - 93 % . Отсутствуют установки по очистке газообразных выбросов от оксидов азота и серы.

     Ужесточение экологических  норм предъявляет  жесткие требования к устанавливаемому энергетическому оборудованию, в  связи с этим инвестирование на техническое перевооружение действующих ТЭС возможно только с установкой  экологически  чистого  оборудования или же размещения  на  промплощадках установок по пылеподавлению, сероочистке и подавлению окислов азота. Поскольку стоимость газоочистного оборудования (по данным зарубежных производителей) составляет до 40% стоимости  основного оборудования ТЭС, а также из-за отсутствия  свободных площадей на существующей промплощадке электростанции, оснащение котельных установок серо- и азотоочистками  не  представляется  возможным.  Решение  этой проблемы - в освоении новых технологий сжигания твердого  низкосортного топлива в котлоагрегатах, использовании новых  типов  горелок, газотурбинных  надстроек, а также  других  технологий  и  средств.

                Рекомендуется снижать выбросы NOx за счет организации ступенчатого сжигания в энергетических котлах и сжигания газа в экологически чистых газовых турбинах:

блоки 300 МВт - в 1,5 - 2 раза

блоки 800 МВт -  с 215 до 160 мг/ нм 3

-  снижаются выбросы СО2  и  SO2 за счет уменьшения расхода топлива и замещения доли мазута и твердого топлива энергией газов от ГТУ;

     Экономические санкции в виде штрафов к предприятию-производителю электрической и тепловой энергии, весьма ощутимые, а также прогресс в коллективном сознании общества и самих производителей по отношению  к окружающей среде, определяют  необходимость в  мероприятиях по защите окружающей среды.

             Каждое топливо в зависимости от его технических характеристик можно характеризовать условным показателем экологичности, Для природного газа показатель экологичности  приравнен к единице, для остальных видов топлива этот показатель менее единицы: для донецких углей - 0.0135, для мазута - 0.0223. Рассматривая техногенную нагрузку региона Донбасс,  в том числе район размещения   Углегорской   ТЭС, следует отметить, что региональная антропогенная нагрузка высока, хотя и не достигает уровня промышленно развитых стран. Таким образом, производителям электроэнергии в регионе не будет иной альтернативы, как экологически чистые технологии (напрямую зависяшие от вида топлива), в противном случае экономические санкции в виде штрафов за загрязнение окружающей среды сделают производство электроэнергии нерентабельным. Именно следуя этой логике, газотурбинные надстройки  в данном регионе имеют право на жизнь, а  Углегорская ТЭС - имеет преимущества  по своей инфраструктуре и состоянию оборудования перед конкурентами для установки газотурбинных надстроек.