Особое внимание следует уделить применению технологии сжигания твердого топлива в циркулирующем кипящем слое (ЦКС), которая позволяет существенно улучшить экономические и экологические показатели ТЭС. ВТИ достаточно давно работает в этом направлении; имеющиеся здесь проблемы и достижения рассмотрены, в частности, в [9].
Рис. 2. Эскиз котла с ЦКС паропроизводительностью 210 т/ч:
1 - габариты существующего котла; 2 - топка; 3 - ширмы (щеки); 4 - барабан; 5 - внутритопочный сепаратор; 6 - сепаратор в газоходе; 7 - пароперегреватель; 8 - водяной экономайзер; 9 - мультициклон; 10 - воздухоподогреватель; 11 - возврат золы из мультициклона; 12 - форкамера; 13 — вентилятор; 14 - охлаждаемый шнек; 15 - подача топлива; 16 - подача вторичного воздуха; 17 - бункер
Основными преимуществами технологии ЦКС являются:
возможность эффективного сжигания низкокалорийного, высокозольного топлива, а также топлива с малым выходом летучих и шлакующего топлива, которая определяется стабильной, низкой (примерно 850°С) температурой по всей высоте топки при низком содержании углерода в слое и длительном времени пребывания коксозольного остатка в реакционной зоне;
высокая эффективность связывания оксидов серы (более 90%) путем подачи известняка в топку, что для большинства видов сернистого топлива России является наиболее дешевым способом, обеспечивающим даже перспективные нормы на выбросы SO2;
низкие выбросы оксидов азота (менее 300 мг/м3) без использования специальных средств азотоочистки, которые обусловлены низкой и стабильной температурой слоя и надслоевого пространства при организации ступенчатого подвода воздуха;
возможность в связи с отсутствием специального оборудования для серо- и азотоочистки разместить котел с ЦКС в существующих котельных ячейках даже при сжигании высокосернистого топлива;
возможность сжигания топлива различного качества в одном и том же котле, упрощенная схема подготовки топлива (дробление), хорошие динамические характеристики, глубокая разгрузка без подсветки мазутом и быстрый пуск из “горячего” состояния.
В итоге котлы с ЦКС в условиях жестких норм на выбросы являются конкурентоспособными в энергетических установках мощностью 200 МВт и ниже для многих видов топлива России.
Исследования ВТИ показывают, что для замены котлов паропроизводительностью около 200 т/ч, предпочтительны котлы с улавливанием материала слоя в компактных золоуловителях - швеллерковых сепараторах (рис. 2).
Для отечественных электростанций технология ЦКС особенно эффективна при сжигании топлива, требующего применения серо- и азотоочистки, а также при использовании низкокалорийного топлива. Этим условиям отвечают 256 котлов (из них 140 паропроизводительностью 200 - 240 т/ч), размещенных на 40 электростанциях. В первоочередной реконструкции нуждаются 56 котлов (из них 30 паропроизводительностью около 200 т/ч).
В России имеется опыт исследования и проектирования котельных установок с ЦКС и достигнута высокая готовность отечественных производителей к внедрению этой технологии. Проработана установка головных котлов производительностью 200 - 250 т/ч на Несветай ГРЭС и Черепетской ГРЭС. Создание и освоение в эксплуатации этих котлов позволит подтвердить их положительные качества и уточнить экономические показатели в промышленных условиях, отработать отечественное вспомогательное оборудование, провести опытное сжигание различных видов топлива с целью совершенствования и оптимизации конструкции котла и золоуловителей, разработать системы автоматического управления.
