Решения для ТЭЦ

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

НаименованиеДо реконструкцииВариант 1, доя угля 70%Вариант 2, доля угля 50%
МАЗУТ   
Выработка тепла, Гкал/год   
Потребление, т/год1,20000
Стоимость, руб/тнт12,00012,00012,000
Всего затраты на сырьё, руб14,400,0000.000.00
    
УГОЛЬ 70%50%
Выработка тепла на угле, Гкал/год224,968157,477.60112,484.00
Потребление, т/год (котёл №6)48,72034,10424,360
Стоимость, руб/тнт2,1002,1002,100
Всего затраты на сырьё (уголь), руб102,312,00071,618,40051,156,000
    
УГОЛЬ для ВУТ — сырьё   
Выработка тепла на ВУТ, Гкал/год 67,490112,484
Теплота сгорания угля, ккал/кг 4,0004,000
Потребление, т/год 17,76129,601
Стоимость, руб/тнт 300300
Всего затраты на сырьё для ВУТ, руб                        —     5,328,1898,880,316
    
ВУТ — приготовление   
Расход ВУТ, т/год 19,24132,068
    
    
ВСЕГО затраты приготовление ВУТ, руб06,734,23911,223,732
    
ВСЕГО ЗАТРАТЫ116,712,00083,680,82871,260,048
    
Экономия, руб/год 33,031,17145,451,952

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%.