Диссертация (1143428), страница 13
Текст из файла (страница 13)
№ 9 из газоходов котла после первой ступени воздухоподогревателя были отобраныотдельные пробы газов. Результаты анализов показали, что уровень концентрации БП в дымовых газах при низкотемпературном сжигании азейскогоугля невысок и колеблется от 2 до 12,7 мкг/100 м3, а при пылеугольном сжигании того же угля находится в диапазоне 5,2...15 мкг/100 м3. Низкий уровеньконцентрации БП на котлах ПК-24 является следствием хорошего горения исмешения топлива и окислителя.Обобщение накопленного опыта освоения и эксплуатации низкотемпературной вихревой технологии [49, 52...54, 294, 295] позволяет сделать вывод оее высокой эффективности применительно к сжиганию органических топлив,а также улучшенных экологических показателях при внедрении в энергетику.1.7 Термическая переработка твердых топливОдним из путей развития технологии энергетического использованиятвердого топлива является его предварительная газификация с получениемгазогенераторного газа и жидких горючих продуктов [296...298].
По мерероста цен на газ и мазут интерес к газификации твердого топлива и ее роль втопливном балансе возрастают. При этом существует возможность созданияпарогазовых установок, работающих на твердом топливе (с предварительнойего газификацией), К.П.Д. которых может достигать 50…55 % [299]. Предва-61рительная газификация твердого топлива открывает перспективы созданиянадежных, компактных и экологически чистых котельных установок, поэтому работы по созданию и отработки технологий газификации широко ведутсяво всем мире.Существует несколько технологий с предварительной газификациейтвердых топлив (с воздушной газификацией; с кислородной газификацией;газификация с промежуточным теплоносителем; газификация с твердым теплоносителем, получаемым из самого топлива) и конструктивных схем для ихосуществления (слоевые прямоточные и противоточные, факельные, роторные (камерные), кипящие схемы (в расплаве)).Наибольшее распространение в настоящее время получили технологиивоздушной газификации, используемые в небольших по мощности установках 5…10 МВт.
Получаемый влажный генераторный газ содержит пыль иконденсируемые продукты (смолы и пр. до 30…50 г/нм3, вода до300…600 г/нм3), а его удельная теплота сгорания не превышает4,0…4,5 МДж/нм3. После применения систем осушки и очистки (например,металлотканевого фильтра с пневмоимпульсной очисткой) можно получитьсухой генераторный газ с удельной теплотой сгорания 5…6 МДж/нм3. Недостатком такой технологии газификации является наличие большого числаконденсируемых продуктов и низкая теплота сгорания газа.Технология с парокислородной газификацией отличается от воздушнойболее интенсивным протеканием процессов пиролиза. Однако ее использование ограничивается тем, что в подавляющем большинстве процессов парокислородная газификация сопровождается жидким шлакоудалением, что, всвою очередь, требует применения высокосортных углей и значительноограничивает возможность использования высоковлажных и высокозольныхтоплив.
При такой газификации получается среднекаллорийный горючий газс теплотой сгорания 8…16 МДж/нм3.В мировой практике разработаны и применяются несколько десятковтехнологий газификации и их модификаций, таких, как: Texaco GasificationProcess (TGP), Shell Gasification Process (SGP), Prenflo, Destec, HighTemperature Winkler (HTW), Lurgi Dry Ash, British Gas / Lurgi (BGL) и другие[300]. Характерными отличительными особенностями каждой из технологийявляются: способы подготовки и подачи топлива на газификацию, вид применяемого газифицирующего агента (кислород или воздух), характер структуры и взаимодействия газифицирующего агента и топлива, методы очисткиполучаемого горючего газа от вредных и балластирующих примесей.62С точки зрения высокоэффективного энергопроизводства наибольшийинтерес представляет предварительная газификация твёрдого топлива с последующим использованием газогенераторного газа в газотурбинном и парогазовом циклах.
Коэффициент полезного действия таких установок в настоящее время составляет 42…45 %, а в ближайшем будущем на основе новейших разработок и технических решений вполне может достигнуть52…55 % [301].Важным достоинством газификации является использование низкосортных топлив. Высокосортные продукты газификации можно получить в установках с промежуточным теплоносителем, например в установках типа УТТ.Основное достоинство установок УТТ возможность пиролиза твердыхтоплив любого гранулометрического состава.
В 70-е годы ЭНИНим. Г.М. Кржижановского (Москва) предложил технологию газификации ствердым теплоносителем, получившую позднее название метод “Галотер”.В этот период была успешно освоена в промышленном масштабе установкаУТТ-500, которая перерабатывала 500 тонн сланца в сутки. Опыт, полученный на ней, позволил разработать более мощные установки УТТ-3000и создать в 80-е годы на Эстонской ГРЭС первый энерготехнологическийкомплекс, способный перерабатывать в сутки до 6000 тонн сланца. Продуктами такой переработки является сланцевое масло (синтетическая нефть снизким содержанием серы, температурой застывания ниже –15 оС и удельной теплотой сгорания 38...40 МДж/нм3) и полукоксовый высококалорийныйгаз с теплотой сгорания на уровне 45...48 МДж/нм3 [300]. Пока это направление не получило широкого распространения, так как синтетические продукты газификации дороже природного газа и жидких топлив, полученных изнефти.
В основном сегодня рентабельны установки небольшой мощности,перерабатывающие горючие отходы древесины и сельскохозяйственногопроизводства. Тем не менее по мере прогнозируемого роста цен на нефть игаз интерес к газификации твердого топлива будет возрастать, и есть все основания полагать, что это направление станет конкурентоспособным.1.8 Использование биотопливК понятию «биоэнергетика» относится все, что связано с получением впромышленных масштабах энергии из различного возобновляемого сырья63биологического происхождения. Такое сырье и его производные обычно называют биотопливом.Различают несколько видов биотоплива [301...310]:1) жидкое биотопливо (например для двигателей внутреннего сгорания –этанол, метанол, биодизель);2) твердое биотопливо древесное топливо (щепа), брикеты, топливныегранулы (пеллеты), а так же солома, лузга и пр.); характеристики некоторыхиз них преведены в таблице 1.10 [311];3) газообразное биотопливо (биогаз, биоводород).Таблица 1.10 Характеристики древесного топливаРабочая влажность, Wr, %Зольность (на сухую массу), Аd, %Выход летучих(на горючую массу), Vdaf, %Теплота сгорания(низшая, на сухую массу),Qd, МДж/кгКажущаяся плотностьс учетом пор ч, кг/м3Пористость Пч, %Удельная поверхность Sч, м2/гДревесный угольпо ГОСТ 7657-84СосноваядревесинаДревесныепеллеты1,40,9816115888731,518,117,54105201200758,6651,0214,1В соответствии с основными направлениями государственной политикив сфере повышения энергетической эффективности электроэнергетики на основе использования возобновляемых источников энергии на периоддо 2030 года целевым ориентиром на указанный период является увеличениеотносительного объема производства электрической энергии с использованием возобновляемых источников энергии (кроме гидроэлектростанций с установленной мощностью более 25 МВт) примерно с 0,5 до 4,5 %.
В этих условиях планируется обеспечить, как минимум, не снижающуюся долю возобновляемых источников энергии, что соответствует производству к 2030 годуна их базе энергии не менее 80...100 млрд кВтч в год.В настоящее время использование местных видов топлива в региональных энергетических балансах недостаточно.
Так, например, доля торфа в2010 году в топливно-энергетическом балансе России составила менее 1 %,доля прочих видов твердого биотоплива, включая различные отходы и дрова64для отопления, – примерно 4 %. Для более интенсивного вовлечения местныхтоплив в производство тепловой и электрической энергии государственнаяполитика в сфере использования биоресурсов на период до 2030 года будетпредусматривать:создание тепловых электростанций и котельных, работающих на торфе,отходах лесной и деревообрабатывающей промышленности, в том числе втруднодоступных и удаленных регионах;создание условий для выработки энергии на базе использования городских бытовых отходов.Российская Федерация располагает огромными запасами биоресурсов,структура которых (для абсолютно сухого вещества) представлена на рисунке1.25.
Большую часть этих запасов составляют отходы лесо- и деревопереработки, поэтому определенный интерес вызывает производство из них гранулированного топлива топливных пеллет (гранул).Рисунок 1.25 – Структура биоресурсов Российской ФедерацииПервый экспериментальный завод по производству гранул открылся в2001 году, к 2010 году количество заводов превысило 150, а суммарный объемпроизводимой продукции составил более 1 млн т (примерно 10 % от мировогопроизводства).
Большая часть произведенного в РФ гранулированного топлива в настоящее время идет на экспорт в Европу ввиду относительно низкой (всравнении с европейской) его стоимости. В случае прямого сжигания древесина в сравнении с ископаемыми углями является более реакционноспособным65топливом, не требует тонкого помола и высокой температуры для воспламенения и горения [311].Не меньший интерес представляет утилизация отходов сельского хозяйства, которых в России ежегодно накапливается примерно 700 миллионовтонн. Так, например, из лузги подсолнечника изготавливают топливные брикеты, которые идут на экспорт в Великобританию и Польшу.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
