CC BY
34
УДК 662.134
СНИЖЕНИЕ ВЫБРОСОВ ОКСИДОВ СЕРЫ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ НА КАЗАНСКОЙ ТЭЦ-2
Ш.Я. Мавлютов*, Р.Р. Вилданов*, А.Д. Добронравов**
*Казанский государственный энергетический университет **Казанская ТЭЦ-2
Замкнутый цикл систем водоснабжения - одно из направлений малоотходных технологий. Использование оборотной воды системы гидрозолоудаления (ГЗУ) на Казанской ТЭЦ-2 приводит не только к экономии воды, но и к снижению выбросов оксидов серы за счёт их абсорбции.
Защита воздушного и водного бассейнов от вредных выбросов и стоков тепловых электростанций (ТЭС) является весьма актуальной проблемой вследствие постоянного повышения санитарно-гигиенических требований. Во избежание недопустимого загрязнения атмосферы все котлы, сжигающие твердое топливо, оборудуются золоулавливающими установками, в качестве которых применяются различные типы газоочистных устройств: электрофильтры, мокрые золоуловители (МЗУ), батарейные циклоны.
Мокрый способ очистки газов от взвешенных в них частиц получил широкое распространение в различных отраслях промышленности как в нашей стране, так и за рубежом. Наиболее эффективным средством для очистки дымовых газов электростанций от летучей золы является инерционное осаждение взвешенных частиц на капельках распыленной жидкости в трубе коагулятора Вентури (КВ) в сочетании с каплеуловителем центробежного типа.
Барабанные котлы типа БКЗ-210-140 ФЖШ производства Барнаульского котельного завода, используемые на Казанской ТЭЦ-2, предназначены для сжигания тощих углей (Кузнецкий) марки «Т», природного газа и смеси топлив в топке с жидким шлакоудалением. Для очистки уходящих дымовых газов от летучей золы на котлах установлены мокрые золоуловители с трубой Вентури. На всех котлах ст. №№ 7-10, 12 установлены МЗУ с горизонтальными трубами Вентури, имеющими следующие расчётные характеристики:
- давление воды перед форсунками орошения ТВ, кгс/см2 - 3,0
- эффективность очистки газов, % - 90 - 95;
- расход воды на котёл, т/ч - 70.
Каждая труба Вентури оборудована тремя форсунками для распыления
воды.
На котле ст.№11 установлены МЗУ с вертикальными трубами Вентури, имеющими следующие характеристики:
- давление воды перед форсунками орошения ТВ, кгс/см - 3,0;
- эффективность очистки газов, % - 98;
- расход воды на котёл, т/ч - 40.
Каждая вертикальная труба Вентури оборудована одной форсункой для распыления воды.
Мокрый золоуловитель с трубой (коагулятором) Вентури изображен схематично на рис. 1.
© Ш.Я. Мавлютов, Р.Р. Вилданов, А. Д. Добронравов Проблемы энергетики, 2004, № 7-8
Дымовые
газы Очищенные
Пульпа Пульпа
Рис. 1. Мокрый золоуловитель типа МВ с трубой-коагулятором Вентуры (КВ) при вертикальной и горизонтальной компоновке КВ:
1 - конфузор КВ; 2 - горловина КВ; 3 - диффузор КВ; 4 - переходный участок между КВ и корпусом; 5- корпус золоуловителя; 6 - коллектор воды, орошающей корпус
Поток дымовых газов поступает в конфузор, где его скорость быстро возрастает. В диффузоре, наоборот, скорость газового потока уменьшается, происходит уменьшение и скоростей частиц золы. В зону конфузора с помощью механических форсунок подается орошающая вода, которая диспергируется на мелкие капли. Капельки воды и частицы золы имеют различные скорости, поэтому они при совместном движении в трубе соударяются и коагулируют. Далее, под действием центробежной силы капельки воды с уловленной золой осаждаются на внутренней поверхности скруббера, орошаемой водой. Кроме капель в центробежном скруббере происходит также осаждение частиц золы, не уловленных на капельках в трубе Вентури. Отработавшая вода в виде пульпы сбрасывается в систему ГЗУ, а очищенные от золы дымовые газы удаляются дымососом в атмосферу [2].
Уловленные золовые частицы смываются с внутренней поверхности каплеуловителя орошающей водой и через гидрозатвор удаляются в канал гидрозолоудаления. Оттуда пульпа попадает в золоотстойник, где она осветляется. Осветлённая вода подаётся вновь на орошение в трубу Вентури. Усовершенствованная схема представлена на рис. 2 [1].
Использование осветленной воды системы ГЗУ для орошения вместо технической позволяет уменьшить расход воды до 332 м3/ч. Но экономия воды в замкнутой системе гидрозолоудаления не единственный положительный момент. Щелочная вода способствует абсорбции оксидов серы. Степень улавливания зависит от щёлочности орошающей воды. Щёлочность орошающей воды в трубах Вентури составляет 8 мг-экв./дм3. Для определения степени улавливания оксидов
серы необходимо определить приведённую сернистость топлива £Нр.
Бпр = £р / Он , где Бр - сернистость топлива, %; 2^ - теплотворная способность
угля, МДж/кг. Сернистость топлива Бр = 0,4 %, а теплотворная способность
Кузнецкого тощего угля он = 25,4 МДж/кг [3]. Таким образом, приведенная сернистость будет равна 0,011 % кг/МДж. При орошении такой водой абсорбция оксидов серы, согласно рис. 3, составит 20 - 25 %. На рис. 3 приведен график степени улавливания оксидов серы в мокрых золоуловителях в зависимости от приведённой сернистости топлива и щёлочности орошающей воды [4].
Г]’’%
ЯГ, % кг/МДж
Рис. 3. Степень улавливания оксидов серы в мокрых золоуловителях в зависимости от приведенной сернистости топлива и щелочности орошающей воды: щёлочность орошающей воды, мг-экв/дм3; 1 - 10; 2 - 5; 3 - 0
Недостатком повторного использования воды является наличие СаО в золе, что приводит к забиванию орошающих воду форсунок. Увеличение
содержания СаО в золе более 50 % может привести к забиванию форсунок за сутки работы золоуловителя. Содержание СаО в золе Кузнецкого тощего угля невелико и находится в пределах 2-5 %. Такое несущественное содержание не влияет на забивание форсунок.
Выводы
1. При использовании оборотной воды системы ГЗУ для орошения в трубе Вентури экономия свежей технической воды составляет до 332м3/ч.
2. При орошении щелочной водой системы ГЗУ происходит снижение выбросов оксидов серы на 20 - 25 % в результате их абсорбции.
3. Использование оборотной воды в системе орошения скрубберов Вентури приводит к уменьшению сбросов загрязнённой воды.
Sammary
Closed cycle of water supply is one of low waste technologies direction. Utilization of return water system of hydro ash removal at Kazan heat power station - 2 brings not only water consumption reduction, but also reduction of sulfus oxide discharge as a result of it's absorbtion.
Литература
1. Кропп Л.И., Харьковский М.С. Мокрое золоулавливание в условиях оборотного водоснабжения. - М.: Энергия, 1980, - 112 с., ил.
2. Техника защиты окружающей среды / Родионов А.И., Клушин В.Н., Торошечников Н.С. // Учебник для вузов. 2-е изд., перераб. - М.: Химия, 512 с.: ил.
3. Роддатис К.Ф., Полтареций А.Н. Справочник по котельным установкам малой производительности. - М.: Энергоатомиздат, 1989. - 488 с.
4. Методика определения валовых выбросов вредных веществ в атмосферу от котлов тепловых электростанций. / ВТИ им. Ф.Э.Дзержинского; Л.А. Мемрукова, Т.Н. Крейдина, А.А. Иванова и др. - 1991г.
Поступила 08.04.2004
