НАШИ ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫЕ РАЗРАБОТКИ
- Многотопливные горелочные устройства типа МПФГ (многотопливные плоскофакельные горелки) и МПВсР (многотопливные прямоточно-вихревые горелки с регулируемым факелом – патент № 2039907 от 20.07.1995г. и авторское свидетельство № 964336.
- Парогазовая энергетическая установка (ПГЭУ) с зонами горения и смешения продуктов сгорания части топлива с остальным топливом (вместо воздуха – в классическом варианте) – патент №
- Двухзонная топка с нижним поддувом.
- Пароперегревательные установки (ППУ).
- Газосбросные устройства (ГСУ – «свечи»).
- Паротурбинная установка (ПТУ) на топливе золошлаконакопителя (ЗШН) для топки высокотемпературного циркулирующего кипящего слоя (ВЦКС) с наклонной движущейся газораспределительной решёткой.
- Котлы – утилизаторы (КУ) за различными технологическими печами, в том числе с подтопочными устройствами.
- Горелочные устройства для сжигания адипатов.
- Переоборудование паровых котлов в водогрейные.
- Перевооружение котельных тепличных хозяйств и других предприятий.
- Установка и обвязка турбоагрегатов.
- Сжигание кородревесных отходов (КДО) в вихревой, циклонно-турбулентной топках и в топках с ВЦКС.
- Газопоршневые агрегаты (ГПА).
В паровых котлах электрических станций предприятий чёрной металлургии сжигается доменный, коксовый, природный газы и угольная пыль. Сжигание этих топлив раздельно сопровождается рядом серьёзных недостатков, приводящих к ограничению производительности котлов по условиям тяги и перегрева пара, а также ухудшению эксплуатационных характеристик.
Применение МПФГ и МПВсР (несколько десятков котлов) позволило при любом соотношении топлив обеспечить номинальную нагрузку и расчетные параметры пара за счёт упорядочения топочного процесса и управления положением факела в топочной камере. Технико-экономическая эффективность достигается по трём основным статьям:
- дополнительная выработка электроэнергии, которая значительно дешевле, чем получаемая из энергосистемы;
- замещение природного газа доменным;
- повышение КПД котла.
Уровень эффективности каждой составляющей определяется конкретными условиями на объекте, однако при любом стечении обстоятельств срок окупаемости мероприятия не превышает двух лет.
с зонами горения и смешения продуктов сгорания части топлива с остальным топливом (вместо воздуха – в классическом варианте ПГУ. Патент №103849. В устоявшейся схеме ПГУ (классика) разбавление продуктов сгорания для достижения требуемой температуры рабочего тела перед газовой турбиной производится воздухом, и на выходе из турбины смесь газов содержит до 16% кислорода, который используется в качестве окислителя для горения остального топлива в топочной камере котла.
В ПГЭУ продукты сгорания смешиваются с остальной частью топлива и образовавшаяся смесь, отработав в проточной части газовой турбины, поступает в котёл в качестве топлива (то есть всё наоборот).
Расчеты и анализ схем выявляют следующие преимущества ПГЭУ по сравнению с классическим ПГУ:
- мощность воздушного компрессора ниже на порядок;
- сохраняется в работе воздухоподогреватель котла (основная часть воздуха проходит через него);
- металлоёмкость оборудования уменьшается существенно;
- прирост суммарной электрической мощности на природном газе составляет около 5%, на доменном газе – больше 11% (при одинаковом расходе топлива). (Приложение №3,4)
При решении проблем создания и освоения котлов большой мощности, повышения их экологической безопасности и сжигания низкосортных топлив могут быть применены топочные схемы, объединённые в двухзонную топку. Это мероприятие значительно менее затратное, чем низкотемпературный вихрь В.В.Померанцева при достижении сравнительно одинаковых положительных результатов.
Для модернизации котлов, сжигающих высокореакционные угли, предлагается двухзонное топочное устройство, сочетающее инвертную схему сжигания в верхней части топки и нижнее дутье с обдувом скатов холодной воронки.
Для модернизации котлов, сжигающих низкореакционные каменные угли марок АШ и Т в режиме жидкого шлакоудаления, рекомендуется двухзонное топочное устройство с установкой наклонных механических решеток с высокотемпературным кипящим слоем в нижней части топки.
При ухудшении качества топлива двухзонное сжигание позволяет исключить дефицит угольной пыли путем малозатратной реконструкции пылесистемы с отделением грубых пылевых фракций из продукта неполного размола или разделением потока сырого угля на мельницу и решетку (в случае низкореакционных углей).
По расчетным и эксплуатационным данным экономические показатели двухзонных топок находятся на уровне топок однотипных котлов с горелочными устройствами. Диапазон нагрузок в котлах с двухзонными топками может быть расширен до пределов
20—110% номинальной производительности, а уровень выбросов оксидов азота снижен до 300-400 мг/м3.
Разработка, строительство и применение пароперегревательных установок является одним из наиболее эффективных мероприятий. Нами реализованы проекты ППУ на Магнитогорском металлургическом комбинате и на ОАО «Северсталь».
Охладители конвертерных газов ОКГ-400 выдают пар во время продувки конвертеров и, в основном, он выбрасывается в атмосферу. Обследование энергетического хозяйства конвертерного производства позволило разработать комплекс мероприятий, реализация которых привела к вовлечению в производство 100-120 т/ч перегретого пара, требуемого в установках вакуумирования стали (УВС).
Затраты на строительство составили около 40 млн. рублей. При стоимости 1 Гкал тепла в вырабатываемом паре 250 рублей и производительности ППУ 100 т/ч (тонна пара содержит около 0,6 Гкал тепла) снижение годовых издержек составляет 130 млн. рублей. Даже при использовании мероприятия с коэффициентом 0,5 срок его окупаемости не превышает восьми месяцев.
Рядовая проектно-конструкторская работа. ГСУ можно предлагать предприятиям с нестабильным потреблением промышленных газов и необходимостью сбрасывать излишки в атмосферу, применив их огневое обезвреживание.
ПАРОТУРБИННАЯ УСТАНОВКА (ПТУ) НА ТОПЛИВЕ ЗОЛОШЛАМОНАКОПИТЕЛЯ (ЗШН) ДЛЯ ТОПКИ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОГО ЦИРКУЛИРУЮЩЕГО КИПЯЩЕГО СЛОЯ (ВЦКС) С НАКЛОННОЙ ДВИЖУЩЕЙСЯ ГАЗОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОЙ РЕШЁТКОЙ
На протяжении нескольких десятков лет различными организациями рассматривалось множество вариантов способов и установок по разработке ЗШН. Из реализованных мероприятий наиболее известен и прост способ извлечения содержимого ЗШН и его перелопачивания для подсушки, применённый на «ИСПАТ – Кармете», Казахстан. Полученное топливо было очень дешёвым, а его сжигание в топочной камере повысило КПД котла на 2%.
Не углубляясь в многочисленные совещания, переговоры, предложения, с учётом основных факторов по надёжности, экономичности, экологическим показателям, считаем наиболее рациональным построить электрическую станцию с 2-мя паротурбинными установками на берегу ЗШН электрической мощностью 50МВт каждая.
В составе ПТУ котлы с ВЦКС наиболее подходящие для такого топлива.
При стоимости строительства 2 доллара США за ватт мощности и малой топливной составляющей эксплуатационных затрат срок окупаемости может составлять 3-4 года. Содержимое ЗШН будет выработано за 25 лет.
КОТЛЫ – УТИЛИЗАТОРЫ (КУ) ЗА РАЗЛИЧНЫМИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПЕЧАМИ, В ТОМ ЧИСЛЕ С ПОДТОПОЧНЫМ УСТРОЙСТВОМ
Большое количество работ по реконструкции котлов –утилизаторов для работы в различных режимах Котлы-утилизаторы нашли широкое применение в парогазовых установках, металлургическом производстве, нефтехимии и пр. Котлы-утилизаторы отличаются от паровых котлов и другого котельного оборудования тем, что они используют для своего функционирования энергию отработанных газов, например, выхлопных газов, которые образуются при сгорании топлива. Котел-утилизатор позволяет использовать энергию теплового двигателя в максимальной степени, именно поэтому такие котлы-утилизаторы имеют высокий КПД по сравнению с другими видами котельного оборудования. Применение паровых установок - котлов-утилизаторов в различных областях промышленности позволяет реализовывать энергосберегающие технологии.
ГОРЕЛОЧНЫЕ УСТРОЙСТВА ДЛЯ СЖИГАНИЯ АДИПАТОВВ химической промышленности образуются отходы, из которых при огневой обработке в топочной камере котла можно получить соду (Na2CO3). Нами разработано горелочное устройство для сжигания этих отходов (адипатов).
ПЕРЕОБОРУДОВАНИЕ ПАРОВЫХ КОТЛОВ В ВОДОГРЕЙНЫЕПосле утилизации пара в конвертерном производстве это мероприятие можно считать вторым по эффективности. В Белоруссии, где экономия природного газа была особенно злободневной, переоборудовано по нашим проектам несколько сотен котлов.
Преимущества:
- менее строгие требования к водоподготовке;
- снижение давления в котле с соответствующим продлением ресурса;
- вывод из эксплуатации бойлерного хозяйства;
- снижение ремонтных затрат;
- увеличение КПД цикла передачи тепловой энергии на 8 и более процентов.
Срок окупаемости на уровне одного-полутора лет.
Выполнен проект замены паровых котлов ДЕ-25 на жаротрубные водогрейные котлы фирмы «Wiessmann» в котельной тепличного комбината «Трубичино».
Преимущества:
- горелки с низкими вредными выбросами;
- полная автоматизация;
- использование СО2 для повышения урожая.
Выполнен ряд проектов по реконструкции котельных с установкой турбин разной мощности.
Приобретённый опыт по установке японской турбины мощностью 50 МВт, с обвязкой и подбором вспомогательного оборудования, на ОАО «Северсталь» позволяет брать работы по совершенствованию тепловых схем электростанций при их перевооружении.
Несомненно, перспективное и верное направление на расширение использования местных видов топлива (МВТ) для производства электрической и тепловой энергии предопределило необходимость поиска наиболее эффективных технологий сжигания, в первую очередь КДО. Для решения поставленных задач специалистами
ООО «Промэнергомет» проанализирован опыт применения основных предлагаемых технологий и оборудования. А также перспективы их дальнейшего использования.
ГАЗОПОРШНЕВЫЕ АГРЕГАТЫ (ГПА)
Выполнено технико-экономическое обоснование (ТЭО) по строительству станции электрической мощностью 10 МВт и тепловой производительностью 10 Гкал/ч на базе котельной № 9 МУП «Теплоэнергия» г. Череповца.
Показана высокая эффективность применения ГПА (КПД до 90%).
Срок окупаемости составляет 2,26 го