Техника - молодёжи 1987-01, страница 17
та здесь на порядок ниже. Присадки извести или доломита позволяют связывать до 98% серы. Исследования нашей печи показали: выбросы в атмосферу ниже жестких норм предельно допустимых концентраций. А что же с золой? Ее много — зольность топлива достигает 80%. Однако, пройдя аэрофонтанную топку, зола приобретает ряд новых свойств. Прежде всего она мягкая, порошкообразная, не спекается. Такая зола легко насыщается влагой и рекультивируется в природе: уже через год на ней вырастет трава, а через 5 лет подрастет лес. Вспомните напоминающие пустыню массивы спекшейся золы и остекленного шлака вблизи электростанций! Но и это не все. В лаборатории горючих сланцев ИГГГИ АН УССР разработана технология производства кирпича, цемента, керамики из такой золы. Ею можно заменить кварцевый песок и керамзит в производстве легких бетонов. Значит, не нужны карьеры, высвобождается транспорт и техника: собирай золу в бункер, ссыпай в вагоны и вези потребителю. Запасы сланцев в Карпатах практически не ограничены: мощность лежащих на поверхности пластов до 1000 м — целые горы дешевого топлива! Создание экологически чистых и экономичных котлов с аэрофонтанной топкой позволит, наконец, приступить к освоению этих залежей. Есть иные «горы», о которых говорилось в начале статьи: терриконы Донбасса и других угольных бассейнов страны. Открывается возможность и их утилизации. И не только в топках электростанций. НЕПЫЛЬНАЯ РАБОТА...Наталья ГОЛОВКОВА, инженер До последнего времени пароугольные тепловые электростанции (ТЭС) являлись составной частью так называемого «угольного тракта». Под этим термином понимается технологическая цепочка, начинавшаяся в шахтах или открытых карьерах и заканчивавшаяся у бункеров, из которых выбрасывали шлак, и у срезов дымовых труб (рис. 1). Кроме того, на самой ТЭС можно выделить еще пять узлов, непосредственно связанных с углем. Это склад, куда он сгружается с железнодорожных полувагонов, системы подачи топлива (транспортер, магнитный сепаратор) и пылеприготов-ления (дробилки, механизмы подачи угольной пыли к топкам), механизмы, удаляющие шлак и фильтрующие дым. Что и говорить, такое хозяйство весьма Так выглядит традиционный «угольный тракт» — уголь добывается на шахте, перевозится к ТЭС, там некоторое время хранится на складе, затем измельчается, сжигается в топках котлов. Отходы производства — шлак и примеси в отработавшем дыме — удаляются. При газификации угольная пыль частично сжигается в кислороде или водяных парах с помощью вольтовой дуги плазмотрона. Полученный синтез-газ сжигается в кислороде в топках котлов. Тепло от двухэтапного сжигания используется для получения пара высокого давления, который вместе с горячими газами вращает турбины ГЭС. громоздко, архаично и посему доставляет немало хлопот обслуживающему персоналу. Мы не случайно назвали его архаичным. Исстари оборудование пароугольных ТЭС проектировалось под конкретное топливо — уголь. Нельзя сказать, что за минувшие годы не предпринимались попытки улучшить технологический цикл на ТЭС, но ныне, по мнению специалистов, резервы его модернизации исчерпаны. Хранение угля, его транспортировка внутри ТЭС, сжигание, удаление шлака и очистка дыма превратились чуть ли не в зависимые узлы производства. Можно ли в таком случае говорить о каких-то революционных преобразованиях техники ТЭС? Не только можно, но и нужно. Для газификации угля специалисты Энергетического института имени Г. М. Кржижановского под руководством члена-корреспондента АН СССР Г. Н. Кружилина применили плазмотроны — аппараты с вольтовой дугой. В отличие от сварочных в них приходится постоянно поддерживать разряд, который раскаляет струю воздуха с угольной пылью. При этом при строгом подборе состава газовой атмосферы исключаются вредные газы, окись азота и двуокись серы. Кроме того, плазмотрон способен поджечь угольную пыль без помощи обычных мазутных форсунок, а если для окисления использовать чистый кислород, то размеры котла, где сжигается синтез-газ, ничто не мешает резко уменьшить. Что касается производства кислорода для этих целей и электроэнергии для плазмотронных агрегатов, то на него уйдет не более 8% исходного количества угля. Чистый от вредных примесей угольный газ, естественно, свободен и от коррозирующих добавок, поэтому он может не только обдувать водогрейные трубки котлов, но и пропускаться через лопатки газовых турбин для отбора кинетической энергии. Специалисты уже разработали плазмотроны, причем при работе на переменном токе их конструкция упростится. Остается повысить их ресурс в десять и более раз с современных 500 ч. Итак, после внедрения газификации угля ТЭС неизбежно сбросят лишний вес, станут компактнее, мощнее и чище. Если же уголь газифицировать на специальных предприятиях, то к котлам ТЭС можно протянуть от них трубопроводы, по которым пойдут синтез-газ и кислород. Раскаленные газы после сгорания превратят воду в пар, и тот станет вращать турбину, к валу которой подсоединен генератор электроэнергии. А для полной утилизации тепла установку планируется оснащать подогревателями газа и воздуха. Второй тип станций предназначен для сжигания угля в две стадии. После дробления его окисляют, подогревая плазмотронами угольную пыль вместе с водяным паром или кислородом (рис. 2). От генератора синтез-газа предстоит отводить золу, а сам газ очищать от сероводорода и шлаковой пыли. За последние десять лет метод плазменной газификации угля получил признание, его одобрил технический совет Минэнерго СССР. Больше того, на Славянской ГРЭС плазмотроны уже помогают сжигать антрацитовый штыб, а специалисты КазНИИ энергетики и Института физики АН Киргизской ССР ищут оптимальные условия плазменного окисления местных углей. Вот так, на наших глазах, происходит превращение традиционно «грязного» угля в экологически чистое горючее. А в недалеком будущем угольный газ может заменить привычное для энергетиков топливо — уголь, нефть и природный газ. угольная пыль ВОЛА ПАР ктурвине лм синте5-глг реАктор \ - 1 газ. к турки-плАзмотрон ( не N2 кислород 15 |
