Главная >  Документация 

 

Присутствовали: члены секции энергосберегающие и экологические проблемы энергетики нтс рао еэс россии и приглашенные специалисты в количестве 17 человек (явочный лист прилагается). на заседании с докл. заседания секции тепловые электростанции и централизованное теплоснабжение  НТС РАО «ЕЭС России»

 

по вопросу:

 

Газификация углеродосодержащих материалов 22 марта 2007 г. г. Москва

 

Присутствовали: 41 чел. (регистрационный лист - приложение 1)

 

На заседании выступили: Со вступительным словом:

 

Нечаев В.В. - заместитель Председателя НТС ОАО РАО ЕЭС России , к.т.н.

 

С докладами:

 

1. Применение газификации углей в электроэнергетике. Ольховский Г.Г. - ге неральный директор ОАО «ВТИ», член-корр. РАН. профессор (приложение 2).

 

2. Газификация твердых топлив. Фурсов В.П. к.ф.-м.н. (приложение 3).

 

С экспертными заключениями:

 

Выскубенко Ю.А. - к.т.н., ведущий научный сотрудник ОИВТ РАН (приложение 4),

 

Перминов Э.М. - к.т.н.. технический директор корпорации ЕЭЭК (приложение 5).

 

В обсуждении доклада приняли участие:

 

Кондра Е.И., Беляев В.Е. (ММГШ Салют ), Енякин Ю.П., Федоров А.И., Ольховский ГГ. (ОАО ВТИ ), Нечаев В.В. (НТС ОАО РАО ЕЭС России ).

 

В соответствии с поручением Председателя Правления ОАО РАО ЕЭС России Научно-технический совет ОАО РАО ЕЭС России 22 марта 2007 г. на заседании секции тепловых электростанций и централизованного теплоснабжения рассмотрел материалы:

 

обращение академика Рыжова Ю.А. в адрес председателя Правления ОАО РАО ЕЭС России (письмо б/н от 24.11.2006 г.) по вопросу финансирования пилотного проекта энергокомплекса с использованием технологии газификации низкосортных топлив в реакторе-газификаторе (горизонтальной туннельной печи), на 2 стр.; приложение к обращению Газовая турбина на твёрдом топливе. Универсальная технология газификации конденсированных топлив (Multi Purpose Gasification Technology) , на 5 стр.; электростанция 60 мВт на базе газификации угля, на 4 стр.; принципиальная схема мини ТЭС с газификатором туннельного типа, на 1 стр.; завод по переработке золы уноса угольных электростанций производительностью 50 тыс. тонн в год, на 5 стр.; технико-коммерческое предложение ФГУП ММПП Салют Парогазовая установка ПГУ-60С .

 

В докладе генерального директора ОАО ВТИ Ольховского Г.Г. представлены история, современное состояние, проблемы внедрения и эксплуатации и перспективы развития различных способов газификации твердых топлив. в частности отмечалось, что:

 

Газификация углей является перспективным технологическим процессом для получения чистого синтетического газа и на его основе для комбинированных производств электрической энергии, тепла и технологического пара, водорода, метанола и других ценных продуктов.

 

Проведение газификации угля под давлением и ее интеграция в энергетический цикл парогазовой установки позволяют достичь высоких экономических показателей при выработке электроэнергии с минимальным воздействием на окружающую среду.

 

Энергетические ГТУ с газификацией на воздушном дутье проще и экономичнее; с газификацией на кислородном дутье - создают возможности химических превращений для производства ценных продуктов и вывода СО2 из цикла до сжигания.

 

Мощные (250-300 МВт) энергетические ПТУ с газификацией угля эксплуатируются за рубежом более 10 лет. Активно разрабатываются также ПТУ мощностью до 600 МВт, которые будут пускаться в 2010-12 гг. Широко проводятся работы по совершенствованию процессов и оборудования газификацион-ных и газоочистных установок. Эта деятельность осуществляется при финансовой поддержке правительств и координируется ими в рамках государственных программ.

 

Разработка аналогичной Программы целесообразна и для России, в частности, в связи с необходимостью ограничения выбросов СОг в атмосферу и возможного вследствие этого глобального потепления.

 

Сохранившиеся в стране знания и опыт проведенных в последние годы исследований могут обеспечить создание небольшой 3-15 МВт, комплексной демонстрационной установки с газификацией угля и выработкой электроэнергии и тепла. Такая установка обеспечит, в частности, получение данных для оценки стоимости, экономичности и реальных проблем эксплуатации промышленных ПГУ такого типа.

 

Целесообразны также исследования перспективных процессов разделения воздуха и синтетических газов, очистки газов и интеграции этих процессов в цикл и схему ПГУ.

 

Для составления и реализации такой программы необходимо финансовое и научно-техническое партнерство государства и промышленности.

 

Сообщения по предлагаемой ФГУП ММПП Салют технологии сделал к.ф.-м.н. Фурсов В.П.

 

В основу технологии положен процесс пиролиза и газификации топлив в стационарном слое, разработанный и широко применявшийся в начале 20 столетия. Однако, техническое решение, которое предложено авторами, заключается в осуществлении упомянутых процессов в горизонтальной туннельной печи (реактор-газификатор), ранее для этой цели не применявшейся. Сырьё подаётся в печь в вагонетках на рельсовом ходу против потока подогретой паровоздушной смеси и проходит последовательно стадии сушки, пиролиза, коксования и газификации при температуре 800-1150 °С.

 

В качестве топлива, по мнению авторов, могут быть использованы любые его низкосортные виды, содержащие углерод в свободном или связанном виде в количестве не менее 10 % от общей массы, включая бурые угли, отходы угледобычи, углеподготовки, золы и шлаки ТЭЦ, сланцы, лигниты, торф, биомасса, отходы деревопереработки, отходы нефтехимических производств, отходы животноводства, изношенные автошины и т. д.

 

Получаемый синтез-газ («сингаз» в терминологии авторов) предлагается использовать для сжигания с целью получения электроэнергии и тепла в различных энергоустановках, в том числе в паровом котле мини ТЭС, в камере сгорания ГТ ТЭС, в газопоршневой машине, в водогрейном котле.

 

В описании технологии отмечено, что наиболее целесообразно её использовать для энергоустановок мощностью 1-2 мВт. Вместе с тем, в рассматриваемых материалах указана ПГУ-60С ММПП Салют , мощностью 60 мВт, аналогичная сооружаемой на ТЭЦ-28 ОАО Мосэнерго .

 

Туннельные печи, широко распространены в промышленности стройматериалов и нефтеперерабатывающих отраслях промышленности. В качестве аналога авторами взята современная туннельная печь, предназначенная, в частности, для обжига кирпича на кирпичных заводах средней и большой мощности. Геометрические размеры печного канала таких печей, как правило, варьируются в значительных пределах в зависимости от производительности печи: длина - до 200 м; ширина - 1,5; 2,4; 4,7; 7,0 м; время обжига-45-55 часов; температура обжига -1050 °С; регулирование процесса - автоматическое позиционное.

 

Для газификации золы-уноса угольных электростанций производительностью 5,71 т/час (50 тыс. тонн в год) выбрана печь (реактор-газификатор) длиною 65 м, шириною печного канала 6,5 м, высотой от уровня фундамен-та 1,5 м и рабочим сечением туннеля 1,5 м  .

 

Для газификации бурого подмосковного угля (41 т/час) и кузнецкого каменного угля (16,8 т/час) выбрана одна и та же печь (реактор-газификатор) длиною 70 м, шириною печного канала 6,5 м, высотой от уровня фундамента 2,0 м и рабочим сечением туннеля 4,0 м . Количество таких печей для реактора-газификатора ПГУ-60С составляет 6.

 

Газифицируемое топливо подаётся в каждую печь вагонетками, которые ходят по кольцевому маршруту, загружаются топливом на входе в печь, последовательно проходят со скоростью около 4м/час зоны сушки, пиролиза, коксования и газификации. На выходе из печи вагонетки разгружаются от золы и подаются вновь на загрузку топливом.

 

Все соображения по предлагаемой технологии основаны на ограниченном количестве расчётов, выполненных с использованием математической модели. При этом описание модели и заложенные в неё данные на заседании раскрыты не были под предлогом защиты интеллектуальной собственности.

 

В результате анализа сделанных сообщений и представленных материалов секция отмечает следующие недостатки предлагаемого проекта.

 

1. Согласно представленной на слайде 5 (см. приложение 1) компьютерной диаграммы энергетических потоков и температур по длине туннельной печи (60 м) вагонетки с топливом проходят зону высоких температур 1000-1160 °С по твёрдому топливу и 1000-1400 °С по газу на протяжении 16 м. При температуре начала шлакования tщл= 985-1200 °С для большинства кузнецких и подмосковного углей это может привести к срыву газификации из-за спекания зольной массы в вагонетках и их шлакования поскольку время пребывания вагонеток в этой зоне может составить более 4-х часов.

 

2. В качестве примера для расчёта модели выбран весьма качественный кузнецкий уголь марок Д и ДГ с высшей теплотой сгорания 6560 ккал/кг на сухое беззольное состояние (см. справочник Энергетические угли восточной части России и Казахстана , стр. 31), сжигание которого весьма эффективно может осуществляться и в обычных камерных топках.

 

3. В  описании технологии туннельная печь работает с разрежением 0,05 атм. В то же время нигде не упоминается и не обозначен на схеме необходимый в этом случае энергоёмкий компрессор для компримирования получаемого  сингаза с целью  последующей  его  подачи  в  котёл или любойдругой аппарат для сжигания.

 

4.             В описании технологии комплекса газификации говорится, что переход на разные виды газифицируемого топлива не требует переналадки оборудования, а применительно к ПГУ-60С реактор-газификатор (туннельная печь) для газификации кузнецкого угля производительностью 16, 8 т/час или подмосковного угля производительностью 41 т/час остаётся неизменным   в   своих  размерах   (1=70м,   b=6,5м,   s=4m2 ).   По   дополнительной информации регулирование процесса газификации в этом случае осуществляя ется путём изменения скорости движения вагонеток.

 

Однако, этот подход приводит к необходимости полной режимной переналадки, включая АСУ ТП, и изменения производительности системы загрузки вагонеток топливом и системы их разгрузки от золы.

 

5. Использование громоздкой вагонеточной подачи газифицируемого топлива в туннельную печь, которая уместна в печах для обжига кирпича и другой штучной  продукции в  промышленности строительных материалов, кратно увеличивает площадь необходимой территории и усложняет все процессы. К тому же из опыта эксплуатации известны проблемы обеспечения надёжности вагонеток и их систематического ремонта.

 

6. Реактор-газификатор (туннельная печь) практически не обладает маневренностью в силу инерционности и большой массы топлива, находящейся в печи. В то же время работа любой энергетической установки требует изменения её мощности в течение суток со скоростью, которая не может быть достигнута в туннельной печи.

 

7. Туннельные печи требуют размещения в закрытых помещениях.

 

8. В представленных материалах и докладах не приведены убедительные оценки технико-экономических показателей предлагаемой технологии, а так же перечень основного и вспомогательного оборудования и сооружений комплекса и их стоимость по данным аналогов. Это не позволяет даже ориентировочно оценить рентабельность технологии.

 

9. ПГУ-60С в предложенном варианте не отличается от рассмотренной ранее НТС ОАО РАО ЕЭС России ПГУ МЭС-60 ММПП Салют , соружаемой в настоящее время на ТЭЦ-28 ОАО Мосэнерго , которая не предназначена для сжигания низкокалорийного сингаза. Требуется реконструкция камеры сгорания и проточной части газовой турбины.

 

10. В предлагаемой технологии не проработано её воздействие на окружающую среду. Получаемый сингаз по условиям экологии не может сжигаться без предварительной очистки от смол, серы и других загрязняющих ингредиентов. Нет ясности и в отношении использования значительногоколичества получаемой золы в силу отсутствия данных о её минеральном составе, который скорее всего имеет особенности, связанные с туннельной газификацией.

 

11. В силу провозглашённой целевой задачи газификации низкосортных углеродсодержащих материалов туннельные печи и энергоустановки на их базе могут располагаться только рядом с источниками таких низкосортных материалов поскольку перевозить их на расстояние экономически нецелесообразно. Однако, небольшая мощность энергоустановки не позволяет без значительных потерь передать вырабатываемую электроэнергию к месту потребления.

 

На заседании были заслушаны заключения экспертов.

 

В заключении заведующего отделом проблем энергетики и экологии ОИВТ РАН, профессора В.М. Масленникова и ведущего научного сотрудника этого отдела, к.т.н. Ю.А. Выскубенко (приложение 4), в частности отмечено:

 

отсутствие принципиальной новизны предлагаемой технологии с одной стороны и убедительных доказательств недопущения спекания сырья и обеспечения требуемого распределения окислителя по длине туннельной печи - с другой; отсутствие энергоёмкого звена компримирования получаемого синтез-газа; ошибочность утверждения о низком КПД известных процессов газификации и необоснованность экономических преимуществ предлагаемой схемы; экологические проблемы сжигания синтез-газа из-за присутствия в нём высокотоксичных примесей при сжигании твёрдых отходов (диоксины, сероводород, цианиды и т.п.) требуют серьезного внимания; целесообразность использования серьёзного опыта и задела в области газификации, имеющегося в России.

 

В заключении технического директора корпорации ЕЭЭК, к.т.н. Э.М. Перминова, (приложение 5) отмечается:

 

российский приоритет (ОАО ЭНИН им. Г.М. Кржижановского ) в создании опытно-промышленных и промышленных установок по энерготехнологической переработке угля и сланца, в том числе УТТ-500 и УТТ-3000 производительностью соответственно 500 и 3000 т сланца в сутки, ЭТХ-175 производительностью 175 т Канско-Ачинских углей в сутки; малая интенсивность и высокая металлоёмкость процесса слоевой газификации даже в самых производительных газификаторах фирмы Лур-ги , работающих под давлением, не говоря уже о предложенной технологии; совершенствование и повышение интенсивности процессов пиролиза обеспечивает созданная в ОАО ЭНИН им. Г.М. Кржижановского технология высокоскоростного пиролиза; необходимость дополнительных устройств для очистки парогазовой смеси и специальных режимов эксплуатации тракта, в системе должна присутствовать полномасштабная АСУТП; сомнительность утверждения авторов об эффективности и низких капитальных затратах предлагаемой технологии.

 

Секция Тепловые электростанции и централизованное теплоснабжение считает, что изложенные выше замечания и недостатки свидетельствуют о слабой научно-технической проработке вынесенных на обсуждение предложений и отсутствии данных для технико-экономической оценки их эффективности. Они не дают оснований для принятия положительного решения об участии ОАО РАО ЕЭС России в дальнейших исследованиях и финансировании этих работ.

 

 

по теме:

 

Контролируемый химический недожог - эффективный метод снижения выбросов оксидов азота

 

Присутствовали: члены секции Энергосберегающие и экологические проблемы энергетики НТС РАО ЕЭС России и приглашенные специалисты в количестве 17 человек (явочный лист прилагается).

 

На заседании с докладом Контролируемый химический недожог - эф фективный метод снижения выбросов оксидов азота , представленным кол лективом авторов: проф., д. т. н. П.В. Росляков, к.т.н. И.Л. Ионкин, к.т.н. Л.Е. Егорова [МЭИ (ТУ)], выступил к.т.н. И.Л. Ионкин.

 

Доклад посвящен одной из важных проблем развития российской тепло энергетики - снижению загрязнения окружающей среды токсичными продук тами сгорания органических топлив, в частности оксидов азота. Ввиду низкой платы за выбросы реализация природоохранных мероприятий на действующих котлах в настоящее время для большинства электростанций экономически не выгодна. В связи с этим наиболее привлекательными для ТЭС в настоящее время являются малозатратные технологические мероприятия с коротким сро ком внедрения, которые позволяют существенно снизить выбросы без прове дения значительных реконструкций котлов. Одним из наиболее распростра ненных и легко реализуемых режимных мероприятий является снижение из бытка воздуха в топке. В результате уменьшения содержания кислорода в зоне горения происходит подавление образования как термических, так и топлив ных NOX, что позволяет не только уменьшить выбросы NOX, но и несколько повысить КПД брутто и нетто котла за счет снижения потерь теплоты с ухо дящими газами и затрат энергии на собственные нужды.

 

Влияние избытков воздуха на образование оксидов азота описывается экстремальной зависимостью с максимумом при аmax= 1,15-5-1,25 для газома зутных котлов и аmax = 1,4-5-1,5 для пылеугольных котлов в зависимости от конструкции горелочных устройств и состояния топочной камеры.

 

Сжигание топлива с малыми избытками воздуха можно широко приме нять на действующих котлах, которые, как правило, работают с достаточно высокими коэффициентами избытка воздуха в горелках близких к значениям аmax- В результате снижения избытков воздуха до значений араб = акр + 0,02-0,04 обычно наблюдается уменьшение выбросов оксидов азота на 10-30%. При этом не требуется каких-либо дополнительных капитальных и экс плуатационных затрат, а все расходы на его внедрение сводятся к стоимости режимно-наладочных испытаний котла.

 

Еще больший эффект снижения выбросов оксидов азота наблюдается при дальнейшем снижении а ниже значений араб вплоть до появления химическо го недожога. Причем основное снижение эмиссии NOX происходит уже при появлении умеренного недожога топлива. Режимно-наладочные испытания выполнены на котлах различных типов (БКЗ-420-140, ТПП-312, ТГМ-94, ТГМ-84, ТГМП-204), сжигающих различные виды топлива (угли, газ, мазут).

 

Авторы установили, что при сжигании природного газа и мазута за счет организации контролируемого умеренного химического недожога можно до биться заметного снижения эмиссии NOX до 30-40%. Одним из аргументов против реализации режимов с умеренным недожогом топлива является увели чение эмиссии бенз(а)пирена С20Н12.

 

Известно, что концентрации различных примесей в продуктах сгорания самым тесным образом связаны между собой. Поэтому экологическая безо пасность режима будет тем выше, чем меньше значение суммарного относи тельного показателя вредности выбрасываемых дымовых газов. Авторы про вели экспериментальные исследования процессов конверсии СО и БП в газо вом тракте котельных установок и показали принципиальную возможность реализации в котле различных режимов сжигания - режим сжигания без недо жога, с умеренным и с большим недожогом и рассчитали показатель суммар ной вредности продуктов сгорания SП, являющийся суммой частных показа телей вредности П, для СО, NOX и БП. Проведенные по результатам испыта ний расчеты Пi и SП показали, что подавляющий вклад в суммарную вред ность выброса продуктов сгорания в атмосферу вносят оксиды азота NOx, прежде всего за счет NO2. Их доля в суммарной вредности выброса для раз личных режимов составляет от 90 до 98%. Вклад продуктов химического не дожога (СО и БП) при обычных режимах сжигания ничтожно мал (< 1 - 2%). Поэтому для увеличения экологической безопасности сжигания природного газа в первую очередь необходимо снижать эмиссию NOX. Наиболее экологи чески чистыми из рассмотренных выше режимов являются режимы с умерен ным недожогом при 1,05 < аРВЭ < 1,07. Следовательно, режимы с умеренным недожогом являются наиболее оправданными как с точки зрения экологиче ской безопасности, так и с точки зрения эффективного сжигания природного газа.

 

По докладу заслушано заключение - ведущего научного сотрудника ОАО ВТИ Котлера Владлена Романовича (рецензия прилагается).

 

В обсуждении доклада приняли участие:

 

Пахомов А.Н. (начальник ОПП ОГК-1 ), Сапаров МИ. (ведущий науч ный сотрудник ОАО ЭНИН им. Г.М. Кржижановского ), Шевелева О.В. (на чальник отдела Охраны окружающей среды ОГК-1), Орлов А.В. (с.н.с. сек тора комплексных экологических проблем энергетики ОАО ВТИ ), Мику-шевич В.М. (советник генерального директора Энергетического углеродного фонда).

 

Заслушав доклад и выступления участников заседания в дискуссии, сек ция НТС РАО ЕЭС России отмечает:

 

Сжигание природного газа с контролируемым умеренным недожогом по зволяет снизить выбросы NOx до 30-40% при одновременном повышении КПД котла.

 

Суммарный показатель вредности таких режимов в 1,5 - 2,0 раза ниже, чем при обычном сжигании природного газа в соответствии с режимной кар той, а суммарный вклад СО и бенз(а)пирена в общую вредность выброса от котла в атмосферу не превышает 3 - 7%. Однако, практическое применение режимов с контролируемым недожогом целесообразно лишь при определен ных условиях. К ним относятся, в частности, относится установка на котлах измерительных систем для контроля содержания О2, СО и NOX в продуктах сгорания и включения указанных систем в АСУ ТП.

 

Секция НТС ОАО РАО ЕЭС России решила:

 

1. Одобрить доложенные результаты работы.

 

2. Признать возможным внедрение режимов с контролируемым недожогом только на ТЭС, оснащенных стационарными измерительными системами контроля О2, СО, NOX в продуктах сгорания, работающими в составе АСУ ТП котлоагрегатов.

 

3. Рекомендовать авторам опубликовать результаты работы в специализированных изданиях энергетического профиля.

 

 

В начале 1970-х гг. в сша было разработано специальное жидко-керамическое теплоизоляционное покрытие (жкп) марки «thermal-coat», в состав которого входили наполнители – вакуумированные стеклянные микр. Была исследована возможность поиска мест повреждения изоляции теплопроводов канальной прокладки путем измерения значений потенциалов участков поверхности земли над каналом относительно теплопровода. и. Каждому из нас хочется, чтобы в его доме было тепло, а на работе, голова была занята мыслями о ней, а не о том как согреться и не замерзнуть до конца рабочего дня, поэтому теплоснабжение было, есть и. На совместном заседании выступили: с вступительным словом:. Во-первых, выполняют гидравлические расчеты сети в некотором расчетном режиме; во-вторых, рассчитывают на основании гидравлических расчётов в этом режиме диаметры отверстий в дроссельных устройствах,.

 

Главная >  Документация 


0.0021