Кипящее тепло

В Мариинске запущена уникальная топка. Теперь в котельной Мариинского филиала «СДС-Тепло» используется современная технология сжигания в форсированном низкотемпературном кипящем слое. Эта уникальная методика позволяет использовать в качестве топлива низкокалорийный бурый уголь.

О модернизации происходящей на объектах «СДС-Тепло» (входит в состав холдинговой компании «СДС-Энерго». - Прим. ред.) «МК в Кузбассе» уже писал. Одной из ключевых составляющих этой модернизации стал переход от слоевого сжигания топлива к новым высокоэффективным технологиям вихревого сжигания и сжигания в форсированном кипящем слое. Одним из значимых в такой переориентации стал тот факт, что эти технологии позволяют предприятию максимально эффективно работать с бурым углем.

КПД выше…

Бурый уголь – топливо доступное и сравнительно недорогое. Кроме того, его запасы достаточно велики, а ближайшее месторождение находится в 90 километрах от Мариинска. Эти факторы не оставляют сомнения в том, что для энергетиков целесообразно работать именно с бурым углем.
Однако не все так легко, как может показаться. Обеспечить его эффективное сжигание – вот настоящая проблема. У бурого угля большая влажность, основными проблемами при работе с ним неизменно были и остаются высокий процент недожога и зольности. Несмотря на это, как доказали специалисты «СДС-Тепло», всего этого можно избежать. Еще в конце 2009 года в котельной Мариинского филиала «СДС-Тепло» один из котлов оснастили новой вихревой топкой «Торнадо». Суть используемой технологии состоит в том, что бурый уголь мелкой фракцией (до 13 миллиметров) попадает в топку, где в потоке восходящего под давлением воздуха создается вихрь. В нем при высокой температуре и сжигается уголь. В таких условиях даже низкокалорийный уголь сгорает практически дотла.

Уникальная технология позволила значительно повысить эффективность сжигания бурого угля. Согласно данным, которые предоставили в «СДС-Тепло», «Торнадо» обеспечивает выгорание 86 процентов топлива, попадающего в топку. Стоит отметить, что это достаточно высокий коэффициент полезного действия даже для высококалорийного каменного угля. Однако представители «СДС-Энерго», получив такой результат, на достигнутом не остановились. И несмотря на то, что опыт вихревой технологии сжигания отвечал всем требованиям энергоэффективности, было принято решение испытать альтернативную технологию. Перед специалистами компании была поставлена серьезная задача: рассмотреть все возможные для повышения эффективности выработки тепла технологии. Так в 2010 году начался второй этап в модернизации самого процесса производства тепла и грамотном использовании низкокалорийного топлива.


Дополнительная производительность

В этом смысле запуск в эксплуатацию первой топки, которая заработала в котле №4 Мариинской котельной «СДС-Тепло» стоит считать знаковым событием. Форсированный кипящий слой – эта технология, с одной стороны, была разработана достаточно давно, но с другой, ее активное использование началось лишь недавно.

В чем состоит суть технологии форсированного низкотемпературного кипящего слоя и почему она обеспечивает более эффективное сжигание низкокалорийного бурого угля? Об этом корреспонденту «МК в Кузбассе» рассказал начальник производственно-технического отдела, аспирант института теплофизики СО РАН, Сергей Матузов. «Роль кипящего слоя выполняет песок, - говорит Сергей Владимирович. – Когда уголь подается в топку, он перемешивается с песком. Снизу через форсунки под давлением подается воздух. В результате чего и, с одной стороны, происходит перемешивание угля и песка, а с другой – возникает то самое «кипение», из-за которого и получила эта технология свое название».
В результате реализации этой, на первый взгляд, достаточно простой технологии, удалось добиться высокой эффективности сжигания низкокалорийного бурого угля. Уступая «Торнадо» в коэффициенте полезного действия всего лишь один процент (85 против 86 процентов) топка с форсированным кипящим слоем обеспечивает значительно более высокую надежность при эксплуатации. Кроме того, топка ФКС показала еще ряд примечательных особенностей во время пробного запуска, который состоялся в октябре.
«Котел, на котором установлена топка ФКС, рассчитан на производительность, равную 25 тоннам пара в час, - говорит Сергей Матузов. – Однако новое оборудование даже в штатном режиме, сохраняя стабильность технологического процесса, без каких-либо проблем обеспечивает производительность на уровне 30 тонн пара в час».

7 вместо 5

Эти технические характеристики, которые обеспечивает топка форсированного кипящего слоя, востребованы уже в настоящее время. Еще больший спрос на тепловую генерацию «СДС-Тепло» будет в городе уже вскоре – с учетом оптимизации всей теплоснабжающей системы Мариинска.
Сейчас котельная «СДС-Тепло» подает тепло в близлежащий микрорайон и обеспечивает теплом и паром спиртовой комбинат. Однако в ходе оптимизации городской тепловой системы нагрузка на котельную «СДС-Тепло» значительно увеличится. По предварительным данным, за счет коммунального сектора Мариинска нагрузка вырастет вдвое (котельная будет обеспечивать теплом всю северную часть города).

В такой ситуации руководство «СДС-Тепло» и холдинговой компании «СДС-Энерго», куда входит энергопредприятие, думает об увеличении мощности тепловой генерации. С одной стороны, в рамках достижения стоящих перед коммунальными энергетиками задач, идет модернизация котельного оборудования. «Торнадо» и топка с форсированным кипящим слоем – это значимая часть такой модернизации. С другой стороны, вместо пяти имеющихся сегодня в котельной спирткомбината котлов, которые на протяжении долгих лет производили тепловую энергию, вскоре тепло будут вырабатывать семь. В ближайшем будущем запланирован запуск еще двух новых котлоагрегатов, которые располагаются в специальной пристройке к основному зданию котельной. В новых котлах будет применяться успевшая технология сжигания топлива в форсированном кипящем слое.


Экономика и экология

Говоря о модернизации котельного производства, нельзя не отметить, что запуск в эксплуатацию котлов с использованием технологии ФКС позволяет решить не только проблему использования бурого угля, но и еще ряд серьезных проблем. Среди них, во-первых, стоит отметить значительное снижение экологической нагрузки на окружающую среду. Благодаря высокоэффективному сжиганию топлива новая топка будет выбрасывать в атмосферу окислов азота и окислов серы на 20-30 процентов меньше, чем это было раньше.

Во-вторых, как следствие, более полного сжигания удельный вес шлака при прежнем объеме попадающего в топку угля будет практически в 2 раза меньше. Что это дает? Снижется нагрузка на шлакоотвалы. Да и затраты компании «СДС-Тепло» на вывоз шлака значительно сократятся. Это в свою очередь должно положительно сказаться на экономике тепловой генерации в целом.

Кстати, при модернизации котла №4 установкой одной только топки ФКС дело не ограничивается. Энергетики установили на модернизированный котел современное оборудование, в том числе переведя его на режим полностью компьютеризированного управления. Теперь так называемый человеческий фактор полностью исключен. Всем процессом сжигания топлива и всей работой котла руководит компьютер, снабженный соответствующим программным обеспечением.

Еще одна новинка: установка частотного преобразователя в дымоотсос, который автоматически меняет режим работы его двигателя в зависимости от объема дымовых газов. Вследствие использования нового оборудования энергетики зафиксировали экономию потребления электроэнергии на уровне 20 процентов.

…По словам Сергея Матузова, модернизация котельного производства в «СДС-Тепло» продолжится и в дальнейшем. «В наших ближайших планах, - рассказывает Сергей Владимирович, - модернизация котла №5, который тоже будет оснащен топкой с форсированным кипящим слоем». Как утверждают специалисты «СДС-Тепло», технология ФКС себя хорошо зарекомендовала и показала высокую эффективность ее эксплуатации.