Экологические аспекты

С точки зрения снижения твердых выбросов реконструкция типовых слоевых промышленных котлов на сжигание угля в ВЦКС обеспечивает:

— увеличение высоты и объема топочного пространства за счет размещения решетки ВЦКС ниже штатной отметки обслуживания котла (т. е. в зольном отделении котельной), что позволяет существенно улучшить условия выгорания топлива;

— установку в топочной камере дополнительного поворотного экрана для организации встроенного сепаратора (поворотной камеры) непосредственно перед конвективным пучком для осаждения основной массы грубых фракций уноса;

— реконструкцию системы возврата уноса для повышения ее производительности, эффективности и надежности;

— применение эффективных золоуловителей последнего поколения со степенью очистки газов до 96%.

Чем ловить золу?

К основным загрязнителям атмосферы относятся оксиды азота, оксиды серы и летучая зола.

За рубежом в связи с чрезвычайно жестким природоохранным законодательством наиболее широкое применение для очистки дымовых газов котлов кипящего слоя нашли тканевые фильтры, эффективность которых достигает 97–99%.

В отечественной промышленной энергетике установки тканевой фильтрации практически не применяются. Причины, сдерживающие внедрение этих высокоэффективных аппаратов, — высокие капитальные затраты на установку; серьезные ограничения по температуре очищаемых газов и содержанию в них паров серной кислоты, высокую стоимость специальной термокислотостойкой ткани; отсутствие на отечественном рынке серийно выпускаемых тканевых фильтров и т. д.

Второе место по востребованности в качестве золоуловителей за промышленными котлами кипящего слоя в ведущих странах мира занимают электрофильтры. В России электрическая очистка газов используется главным образом при крупных энергетических котлах на многозольном топливе.

Но использование электрофильтров в энергетике, целесообразное в ряде случаев с точки зрения экологии, требует, как правило, значительной реконструкции старых и сооружения новых помещений, так как габариты наименьшего из приемлемых к установке электрофильтров типа ЭГА составляют 4,9×9,3×12,4 м, а масса — 38,9 тонны.

К высокоэффективным золоуловителям, более широко используемым в отечественной промышленной энергетике, чем тканевые и электрические фильтры, относятся аппараты мокрой очистки дымовых газов — скоростные газопромыватели с турбулентными коагуляторами Вентури конструкции ОРГРЭС-ВТИ. Степень очистки газов в установках этого типа может составлять 92 97% в зависимости от степени орошения (т. е. расхода впрыскиваемой воды) и скорости дымовых газов в горловине трубы Вентури (т. е. аэродинамического сопротивления). Однако следует иметь в виду, что возможность применения мокрой очистки газов, тем более при реконструкции котельных, достаточно ограничена. Подпитка технической водой или полный перевод мокрого золоуловителя на техническую воду в ряде регионов уже невозможен ввиду предельного загрязнения водоемов.

Заслон загрязнителям

По указанным причинам наибольшее распространение при реконструкции на ВЦКС действующих котлов получили батарейные золоуловители БЦ-512 — мультициклоны последнего поколения с улиточными завихрителями газов, специально разработанные для эффективного инерционного улавливания уносов из промышленных и отопительных котлов. Эти аппараты отличаются предельно высоким для инерционных сепараторов КПД при умеренном аэродинамическом сопротивлении, простотой обслуживания, надежностью, компактностью и приемлемой стоимостью. В ряде случаев (при высокой зольности топлива и наличии свободного места за котлом) перед мультициклонами устанавливается предварительная ступень очистки газов в виде одного или двух параллельно включенных прямоточных циклонов. Среднеэксплуатационная эффективность одноступенчатого золоуловителя типа БЦ-512 составляет не менее 92%, двухступенчатого — 94 95%, что обеспечивает после реконструкции котла снижение твердых выбросов в атмосферу как минимум в 2,5 3,5 раза и, как правило, является достаточным для соблюдения установленных норм по ПДВ летучей золы.

Применение высокотемпературного сжигания в кипящем слое с золоуловителями БЦ-512 позволяет:

— только за счет особенностей способа сжигания топлива снизить выбросы оксидов азота в 1,3–1,5 раза по сравнению с уровнем NOx слоевых котлов, т. е. обеспечить их концентрацию в пределах 250–300 мг/м3;

— при сжигании углей с содержанием серы до 0,6–0,7% снизить выбросы оксидов серы до нормативных величин без применения специальных дорогостоящих методов очистки;

— при сжигании углей с повышенным содержанием серы обеспечить подавление оксидов серы наиболее простым и наименее затратным методом — путем присадки к топливу известняковой добавки;

— обеспечить как минимум троекратное снижение выбросов летучей золы без применения дорогостоящих и громоздких аппаратов электрической, тканевой и мокрой очистки газов.