ВЛИЯНИЕ ИЗМЕНЕНИЯ КАЧЕСТВЕННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК УГЛЯ НА РАБОТУ КОТЛА И ЕГО ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ УЗЛОВ

Краснокаменская ТЭЦ снабжает тепловой и электрической энергией 50-тысячное население города и крупнейшее в стране уранодобывающее предприятие – Приаргунское производственное горно-химическое объединение (ПАО «ППГХО») и другие городские и промышленные предприятия. В настоящее время установленная электрическая мощность станции – 410 МВт, а тепловая мощность – 1076 Гкал/ч. Технологическая схема топливно-транспортного хозяйства ТЭС разрабатывается с учетом физико-химических характеристик топлива, которая должна соответствовать определенным стандартам качества. Показатели качества топлива устанавливаются нормативными документами или договорами на поставку углей. Поэтому важно правильно определить марку топлива, зольность и влажность.

Основным видом топлива станции является бурый уголь марки Б Уртуйского месторождения.

Плюсы углей марки Б:

1. Доступность и широкое распространение: уголь марки Б является одним из самых распространенных видов топлива, что обеспечивает его доступность и стабильное снабжение.

2. Высокая энергетическая ценность: уголь марки Б обладает высоким уровнем энергетической ценности, что позволяет эффективно использовать его для производства электроэнергии и отопления.

3. Дешевизна: уголь марки Б относительно недорогой и экономичный вид топлива, что делает его привлекательным для применения в энергетической отрасли.

Минусы угля марки Б:

1. Выбросы вредных веществ: сжигание угля марки Б приводит к выбросу большого количества двуокиси углерода и других вредных веществ, что влияет на окружающую среду и здоровье людей.

2. Негативное воздействие на климат: использование угля марки Б в энергетической сфере способствует увеличению парниковых газов и глобального потепления, что в свою очередь угрожает климатической стабильности планеты.

3. Недостаточная эффективность: уголь марки Б считается менее эффективным по сравнению с другими видами топлива, такими как природный газ или возобновляемые источники энергии, что ухудшает экономическую эффективность его использования в энергетике.

Воздействие основных параметров углевой смеси на определенные узлы и конструкционные элементы ТЭС продемонстрированы в виде схемы на рисунке 1.

Рисунок 1 – Принципиальная технологическая схема КЭС1 – топливоподача; 2 – пылеприготовление; 3 – топка котлоагрегата; 4 – пароперегреватель; 5 – паропровод; 6 – паровая турбина; 7 – конденсатор; 8 – генератор; 9 – отводящий водовод; 10 – водоем; 11 – циркулярный насос; 12 – подводящий водовод; 13 – дымовая труба; 14 – дымосос; 15 – насос; 16 – золоулавливатели; 17 – вентилятор

В процессе длительной работы электростанции могут изменяться качественные характеристики угля, как в худшую, так и в лучшую сторону. Эти изменения могут расходиться с проектными данными, установленными для работы электростанции. Для более детального анализа воздействия изменяющихся теплотехнических параметров угля на производительность котла и его вспомогательные узлы, следует рассмотреть методическое пособие. Необходимо понимать, что для полноценного и всестороннего исследования влияния угля на работу технических конструкций электростанции требуется комплексный подход. Он включает в себя теоретический анализ, расчеты, экспериментальные исследования, а также экспертную оценку.

Одним из ключевых параметров угля, от которого зависит его способность к горению, является выход летучих веществ. Этот параметр указывает на возможность самовоспламенения и устойчивость горения угольной смеси в котле. Количество летучих компонентов, образующихся в результате сгорания топлива, влияет на скорость реакции угля с кислородом. Высокая температура реагирующих компонентов способствует увеличению скорости реакции. Этот аспект играет важную роль при проектировании топок и горелок котлов[1].

Несомненно, важна также рабочая влажность угля. Снижение влажности угольной смеси может привести к увеличению температуры угольной пыли, что может вызвать критические процессы эксплуатации, требующие применения мер для устранения любого рода рисков и угроз безопасности[2]. Повышение внешней влажности негативно сказывается на сыпучих свойствах угольной смеси, а также затрудняет процесс разгрузки и транспортировки угля.

Содержание золы и серы в угле играет важную роль в процессе сжигания топлива. Высокое содержание золы может привести к износу технологических конструкций и увеличению экологических платежей за выбросы. Повышенное содержание серы может вызвать коррозию металлических элементов воздухоподогревателей котлов.

Ключевое значение в производительности котлов имеют температурные характеристики золы, с их помощью можно выбрать оптимальные инструменты и оборудование для удаления отложений[1].

Теплота сгорания сухой беззольной массы углей. Значения данного параметра могут сильно колебаться в случаях изменения влажности и зольности, как по отдельности, так и в комплексе. В случае снижения параметра, значения зольности пыли увеличатся, понижается ее свойства к воспламенению, увеличивается минимальная паропроизводительность котлов. Если оценивать в процентном соотношении, то уменьшение более чем на пятнадцать процентов может привести к снижению мощности ТЭС.

Теплотехнические параметры угля, включая коэффициент размол способности и гранулометрический состав, позволяют определиться с выбором вида и мощности мельниц и сепараторов пыли для системы пылеприготовления. Это позволяет уменьшить расход на измельчение угля, а также сократить риски потерь тепла[3].

Резюмируя вышесказанное, необходимо заключить, что обоснование предельно допустимых значений качественных показателей используемого топлива представляет собой значимый аспект в общем процессе функционирования ТЭС. Для достижения оптимальных значений, соответствующих установленным показателям, требуется реализовывать процессы сжигания топлива под наблюдением инженерных специалистов. Именно комплексный подход, включающий в себя теоретический анализ, экспериментальные работы и практическое наблюдение за эксплуатацией промышленных систем, позволит достичь высокого уровня производительности электростанций.