CC BY
15УДК 620.91
Митяева А.Ю.
студент,
Казанский государственный энергетический университет
(г. Казань, Россия)
Маслов И.Н.
канд. техн. наук, доцент кафедры энергетическое машиностроение
Казанский государственный энергетический университет
(г. Казань, Россия)
Научный руководитель: Москаленко Н.И.
д-р физ.-мат. наук, проф.
Казанский государственный энергетический университет
(г. Казань, Россия)
ПОДГОТОВКА УГЛЯ И ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЕ НА ОТЕЧЕСТВЕННЫХ ТЭС
Аннотация: в работе разобраны основные ступени подготовки угля на теплоэлектростанции.
Ключевые слова: уголь, топливо, ТЭС.
Тепловая электростанция на твердом топливе, как правило, имеет угольный склад, на который топливо поступает обычно по железной дороге от места его добычи. После дробления топлива оно направляется в бункеры котельного цеха с помощью конвейеров или специальных шнековых транспортеров. В бункерах топливо накапливается и подается в котлы через
систему дозирования. Дозирование топлива обычно происходит с помощью щелевых заслонок, весовых дозаторов или дозировочных шнеков.
Одним из важных аспектов технологии топливоподачи на ТЭС является автоматизация процесса. Современные ТЭС оснащены автоматическими системами мониторинга и управления, которые позволяют контролировать расход топлива, его качество и надежность работы всех механизмов топливоподачи.[1]
Топливоподача на ТЭС - это сложный и многокомпонентный процесс, который требует использования различных механизмов и систем управления. От правильной организации топливоподачи зависит не только работоспособность ТЭС, но и экономическая эффективность ее работы.
Для того чтобы не перегружать дробилки углем, который не содержит крупных кусков, перед дроблением устанавливают грохоты. Это снижает расход электроэнергии на дробление и уменьшает вероятность замазывания дробилок наиболее мелкими частицами топлива.
Подготовленная на тракте топливоподачи дробленка поступает в бункер сырого угля (БСУ), расположенный непосредственно в котельном цехе. Обычно БСУ выполняют бетонными с железненными поверхностями или металлическими, с гладкой внутренней поверхностью для обеспечения полного их опорожнения при срабатывании топлива.[2]
Основной способ контроля угольной пыли - это применение системы обработки воздуха, которая улавливает и удаляет пыль из воздуха. Системы обработки воздуха могут быть разных типов, включая циклоны, мокрые скрубберы и электрофильтры. При выборе системы необходимо учитывать характеристики угля, объемы пыли, требования к эффективности очистки воздуха и другие параметры.
Кроме того, для предотвращения образования угольной пыли необходимо обеспечивать правильную работу мельниц и других устройств для измельчения топлива. Для этого мельницы должны быть настроены на нужный режим
измельчения, производственный процесс должен быть контролируемым, а персонал должен соблюдать правила безопасности и гигиены труда.
Таким образом, важной задачей в работе ТЭС является обработка и использование угля с высокой эффективностью и безопасностью для персонала и оборудования. Для этого необходимо использовать различные технологические решения и устройства, включая питатели сырого угля, мельницы и системы обработки воздуха для контроля угольной пыли.
Подготовка угля к сжиганию включает в себя сушку угля. В процессе добычи уголь содержит большой процент влаги, которую необходимо убрать перед сжиганием. Для этого используются специальные сушильные установки, которые высушивают уголь до определенной влажности.[3]
Мельченный уголь подается в котел, где он сжигается с помощью кислорода. В результате сгорания выделяется энергия, которая преобразуется в тепло и передается воде, превращая ее в пар.
Полученный пар под давлением подается на турбину, которая приводит в движение генератор электростанции. В результате движения генератора происходит выработка электроэнергии.
После сжигания угля остаются зола и шлаки, которые удаляются из котла. Зола и шлаки могут быть использованы для производства строительных материалов.
Органическая часть угля содержит углерод, водород и небольшое количество азота и серы. Когда уголь сжигается, углерод и водород соединяются с кислородом из воздуха, образуя углекислый газ и пар. Азот и сера в органической части угля реагируют с кислородом и образуют оксиды азота (NOx) и оксиды серы (SOx) соответственно.
Минеральная часть угля содержит различные минералы, включая кремний, алюминий и железо. Эти минералы могут образовывать пепел и шлак, которые улавливаются в специальных устройствах, чтобы предотвратить их выход в атмосферу.
Для повышения экономичности и экологической безопасности работы котельных агрегатов используются различные методы, такие как:
Угольная обработка: перед сжиганием уголь может быть обработан специальными химическими реагентами, которые снижают количество выделяемых оксидов азота и серы.
Очистка отходящих газов: в процессе сжигания угля образуются отходящие газы, которые могут содержать вредные вещества. Чтобы предотвратить их выход в атмосферу, используются различные методы очистки, такие как электростатические фильтры и сорбционные установки.
Когенерация: для повышения эффективности работы тепловых электростанций используются методы когенерации, которые позволяют одновременно производить тепло и электричество. Это снижает потребление топлива и сокращает выделение вредных веществ.
Использование альтернативных источников энергии: для снижения зависимости от угля и сокращения выделения вредных веществ могут применяться альтернативные источники энергии, такие как солнечная и ветровая энергия.[5]
Все эти методы помогают снизить экономические и экологические затраты на работу котельных агрегатов тепловых электростанций, что является важным вкладом в охрану окружающей среды и устойчивое развитие. Поэтому считается, что сжигание угля не является наиболее экологически чистым видом производства энергии. При нормировании выбросов ТЭС государство ограничивает их уровнем, который не вызывает необратимых изменений окружающей среды или здоровья людей, способных негативно влиять на условия жизни нынешнего и будущих поколений.[4]
Основные характеристики угольного топлива:
Влажность - это количество воды в угольном топливе, выраженное в процентах от его массы. Чем ниже влажность, тем более эффективная сгораемость угля и выше тепловая емкость.
Зольность - это количество минеральных примесей в угольном топливе. Чем выше зольность, тем больше зольных отложений образуется при сжигании угля, что может привести к образованию коррозионных отложений и уменьшению теплоэффективности сгорания.
Сера - это количество серы в угольном топливе. Высокое содержание серы может привести к образованию сернистых соединений в отходах сгорания, что может повлиять на окружающую среду.
Зола - это остаток после полного сгорания угля. Она используется для оценки технологических свойств угля, таких как плотность, твердость и пористость.
Низкотемпературный тар - это количество органических веществ, которые выходят в газообразном состоянии при низких температурах. Они могут вызывать заболевания дыхательной системы, поэтому важно учитывать это свойство при выборе угольного топлива.
Кроме того, важен размер частиц угля, так как он влияет на эффективность горения и производительность установок пылеприготовления. Чем меньше частицы, тем лучше горение, однако их использование может привести к образованию мелких пылевидных отходов, которые необходимо удалять с помощью фильтров.
Большое значение имеет также содержание серы, зольности, пепла и влажности в угле. Неоднородность состава и различия в свойствах углей сказываются на их качестве и применении в различных отраслях промышленности, например, в производстве электроэнергии, железа, стали, химической продукции и др.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Котлы тепловых электростанций и защита атмосферы. Введение (В. Р. Котлер, 2008) https://studfile.net/preview/4614173/page:7/
2. Экологическое воздействие угольных ТЭС на окружающую (Сидорова Галина Петровна, Крылов Дмитрий Алексеевич, Якимов Алексей Алексеевич) https://cyberleninka.ru/article/n/ekologicheskoe-vozdeystvie-ugolnyh-tes-na-okruzhayuschuyu- sredu
3. Газета "Энергетика и промышленность России" \№ 15-16 (107-108) август 2008 года Уголь как хорошо забытое будущее К. т. н. Игорь ДУБРОВИН, к. т. н. Евгений ДУБРОВИН https://www.eprussia.ru/epr/107/8323.htm
4. Журнал электрические станции https://studfile.net/preview/1190625/page:2/ https://megaobuchalka.ru/11/8441.html
Mityaeva A.Yu.
Kazan State Power Engineering University (Kazan, Russia)
Maslov I.N.
Kazan State Power Engineering University (Kazan, Russia)
Scientific advisor: Moskalenko N.I.
Kazan State Power Engineering University (Kazan, Russia)
PREPARATION OF COAL AND ITS USE AT DOMESTIC THERMAL POWER PLANTS
Abstract: the paper analyzes the main stages of coal preparation at a thermal power plant. Keywords: coal, fuel, thermal power plant.
