Концепция решения
Предложение по повышению эффективности работы ТЭЦ состоит из двух основных частей:
- использование шламов в качестве дополнительного топлива
- использование плазменной горелки как горелки для поджига основного топлива вместо мазута.
С целью снижения топливных затрат предлагается использовать угольный шлам в качестве дополнительного топлива на угольных ТЭЦ. Угольный шлам обычно имеет влажность 30…40% и размер частиц менее 1мм. На оборудовании мокрого помола такой шлам дополнительно измельчается и гомогенизируется в результате чего получается однородное водоугольное топливо (суспензия).
Полученная суспензия накапливается в суточном/сменном объёме в ёмкостях хранения.
Доля ВУТ из шлама в топливном балансе может составлять 20..70%. Точное допустимое значение определяется на стадии проектирования.
Для поджига ВУТ использовать плазменные растопочные горелки, включающие оборудование плазменного поджига и форсунку для распыла ВУТ.
Таким образом, решение включает два ключевых элемента: топливоподготовку и плазменный поджиг.
Решение по использованию шлама на котле БКЗ-75 (на примере)
Приготовление ВУТ должно осуществляться в цеху топливоподготовки. Расположение цеха определяется проектными работами. По предварительным оценкам при доле ВУТ в топливном балансе котла около 30% требуемая площадь топливоподготовки ВУТ составит около 100кв.м. для котла БКЗ-75 (75 т.п./час).
В качестве базового оборудования топливоподготовки использовать ГУУМП (гидроударный узел мокрого помола) с удельными энергозатратами на приготовление 8…10кВт*ч/т.
Подготовку ВУТ осуществлять непрерывно или с остановками. Хранение ВУТ обеспечить в объёме, необходимом для сменной работы (12часов). Более точные значения определить на стадии проектирования.
Поджиг ВУТ на котле БКЗ-75 предлагается осуществлять двумя плазменными горелками:
- мощность каждой горелки – примерно 7,4МВт,
- расход ВУТ примерно 2,3т/ч
- пиковая мощность плазматрона – 200кВт.
При использовании плазменной горелки возможен отказ от использования мазута для растопки котла на «сухой» пылеугольной смеси.
Мощность плазматрона регулируется, пиковая мощность плазматрона требуется только на начальной фазе поджига ВУС. После выхода котла на режим 70% мощности и выше плазматрон ВУС воспламеняется от существующего факела котла, плазматрон отключается.
Эскиз плазменной горелки, использованной на огневых испытаниях ВУТ на котле БКЗ-420 №9Б Красноярской ГРЭС-2 (ОГК-2) ниже.
Экономический эффект использования шлама как дополнительного топлива
На основании данных опросного листа, полученного от одной из ТЭЦ, произведена оценка экономического эффекта от внедрения ВУТ из шлама на котле БКЗ-75.
Рассмотрены сценарии доли угля 70% и 50%, доля ВУТ 30% и 50% соответственно.
Основной экономический эффект от внедрения ВУТ из шлама состоит в более низкой стоимости шлама по сравнению с рядовым углём. При этом, затраты на подготовку ВУТ также учтены.
Таблица 2
| Наименование | До реконструкции | Вариант 1, доя угля 70% | Вариант 2, доля угля 50% |
| МАЗУТ | |||
| Выработка тепла, Гкал/год | |||
| Потребление, т/год | 1,200 | 0 | 0 |
| Стоимость, руб/тнт | 12,000 | 12,000 | 12,000 |
| Всего затраты на сырьё, руб | 14,400,000 | 0.00 | 0.00 |
| УГОЛЬ | 70% | 50% | |
| Выработка тепла на угле, Гкал/год | 224,968 | 157,477.60 | 112,484.00 |
| Потребление, т/год (котёл №6) | 48,720 | 34,104 | 24,360 |
| Стоимость, руб/тнт | 2,100 | 2,100 | 2,100 |
| Всего затраты на сырьё (уголь), руб | 102,312,000 | 71,618,400 | 51,156,000 |
| УГОЛЬ для ВУТ – сырьё | |||
| Выработка тепла на ВУТ, Гкал/год | 67,490 | 112,484 | |
| Теплота сгорания угля, ккал/кг | 4,000 | 4,000 | |
| Потребление, т/год | 17,761 | 29,601 | |
| Стоимость, руб/тнт | 300 | 300 | |
| Всего затраты на сырьё для ВУТ, руб | – | 5,328,189 | 8,880,316 |
| ВУТ – приготовление | |||
| Расход ВУТ, т/год | 19,241 | 32,068 | |
| ВСЕГО затраты приготовление ВУТ, руб | 0 | 6,734,239 | 11,223,732 |
| ВСЕГО ЗАТРАТЫ | 116,712,000 | 83,680,828 | 71,260,048 |
| Экономия, руб/год | 33,031,171 | 45,451,952 |
Стоимость мазута указана примерная, за неимением иной информации.
На основании имеющихся данных простой срок окупаемости составляет 3…3,5 лет при замещении угля на 30%.
