Экологически чистая тепловая энергетика

Экологически чистая тепловая энергетика. Основные требования для создания экологически чистых электростанций

Сюда включены разработки по новым технологиям подготовки и сжигания на крупных тепловых электростанциях наиболее характерных для России твердых топлив: канско-ачинских бурых, кузнецких каменных, антрацитового штыба ухудшенного качества, а также используемых на Урале экибастузских каменных углей.

Основными требованиями для создания экологически чистых электростанций являются:

выбросы оксидов серы (SOX) - не более 200...300 мг/нм³;
выбросы оксидов азота (NOX) - не более 150...200 мг/нм³;
выбросы золовых частиц - не более 50 мг/нм³;
очищение жидких стоков от ТЭС - 100%;
доля используемой золы и других твердых отходов - не менее 80%.

Основной научно-технической задачей, которая должна быть решена в рамках этого направления, является создание:

котлов с новыми типами топочных устройств с циркулирующим кипящим слоем, котлов-утилизаторов, высоконапорных парогенераторов;
высокотемпературных газовых турбин мощностью 115 МВт и мощных парогенераторов для их работы в составе парогазовых установок с внутрицикловой газификацией твердого топлива;
сероочистных установок с производительностью по дымовым газам до 3 млн м³/ч;
комплексных азотоочистных установок, включая каталитические реакторы, газо-газовые теплообменники, высоконапорные дымососы, а также технических средств для подавления оксидов азота при горении топлива;
высокоэффективных фильтров, в том числе принципиально новых конструкций, для очистки дымовых газов от золы;
нового поколения автоматизированных высокопроизводительных систем и комплексов экологически чистого горно-транспортного оборудования для вскрышных работ и добычи угля в угольных разрезах;
способов и средств обеспечения производства отгружаемого угля стабильного качества, в том числе при разработке сложноструктурных угольных пластов;
технологии и технических средств, обеспечивающих утилизацию отходов производства тепловых электростанций и предприятий угольной промышленности.

Решение указанных задач ведется по следующим проектам.

Топливно-энергетический комплекс (ТЭК) на базе Березовского угольного разреза, включающий проекты Березовской ГРЭС-2 с мощностью 6,4 млн кВт (8x800 МВт) с паротурбинными энергоблоками и котлами уменьшенных габаритов, рассчитанных на трехступенчатое сжигание пыли с предварительным подогревом и подсушкой угольной пыли, с установкой тканевых фильтров для улавливания золы, оксидов серы и азота. Здесь же проектируется опытная парогазовая установка на базе газовой турбины мощностью 100...120 МВт и котла-утилизатора в качестве прототипа для полномасштабной парогазовой установки с внут рицикловой газификацией канско-ачинских углей (КАУ) под давлением.
Южно-Уральская ГРЭС мощностью 2,0 млн кВт (4x500) с паротурбинными блоками повышенной эффективности с котлами 1650 т/ч, мокроизвестковой сероочисткой и каталитической азотоочисткой (на экибастузских каменных углях).
Кировская ТЭЦ-5 с двумя парогазовыми установками мощностью 300 МВт, оснащенными газификаторами кузнецкого каменного угля, высоконапорными парогенераторами производительностью 700 т/ч и газотурбинными установками мощностью 115 МВт.
Для сжигания АШ ухудшенного качества разрабатываются два проекта:
- Ростовская ГРЭС мощностью 2,0 млн кВт с восемью паротурбинными энергоблоками по 300 МВт с котлами паропроизводительностью 2x500 т/ч с циркулирующим кипящим слоем (ЦКС) и электрофильтрами со знакопеременным напряжением;
- опытно-промышленная установка (ОПУ) мощностью 200 МВт (тепл.) для сжигания твердого топлива в шлаковом расплаве в качестве прототипа полномасштабной энергетической безотходной установки на Несветай ГРЭС. Ряд типов разрабатываемых в России оригинальных конструкций агрегатов для экологически чистых ТЭС с новой технологией пылесжигания будут рассмотрены в отдельной работе.