Общая концепция

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.

Типовая доля ВУТ из шлама в топливном балансе может составлять 30..50%. Точное допустимое значение определяется на стадии проектирования.

Для поджига ВУС использовать плазменные растопочные горелки, включающие оборудование плазменного поджига и форсунку для распыла ВУТ.

Таким образом, решение включает два ключевых элемента: топливоподготовку и плазменный поджиг.

Топливоподготовка

Приготовление ВУС 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.

Организация процесса сжигания - на примере БКЗ-75

Поджиг ВУС на котле БКЗ-75 предлагается осуществлять двумя плазменными горелками:

  • мощность каждой горелки – примерно 7,4МВт,
  • расход ВУС 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:

Эскиз пламенной горелки, использованной на КГРЭС-2.

Экономический эффект

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 ВУС 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%