«Кипящий слой» решает проблемы и энергетики, и экологии

Так выглядит здание, в котором находится мини-ТЭЦ «Белый ручей», способная сжигать отходы производства.
Фото пресс-службы ТГК-2

В наши дни наблюдаются две тенденции. Первая – курс на развитие малой энергетики, обеспечивающей большую независимость от поставщиков электроэнергии, рост числа мини-ТЭЦ, обеспечивающих генерацию не только тепла и пара, но и электроэнергии. Вторая тенденция – рост интереса к технологии «кипящего слоя», которая может применяться и применяется не только в малой, но и в большой энергетике.

Технология «кипящего слоя», пришедшая в энергетику из химии, начала применяться в России еще в 1970-е годы при сжигании углей. Помимо повышения КПД котлов из-за более глубокого «дожигания» топлива эта технология позволяла добиваться снижения вредных выбросов. Но к рациональному использованию древесных отходов в нашей стране до недавнего времени не относились серьезно. На целлюлозно-бумажных комбинатах для их сжигания вплоть до последнего времени использовались малоэффективные котлы с колосниковыми решетками, требовавшие постоянной «подсветки» влажных коро-древесных отходов мазутом. Технология «кипящего слоя» для сжигании древесных отходов начала применяться с середины 1990-х годов в первую очередь при модернизации целлюлозно-бумажного производства. Здесь она позволила «убить двух зайцев» – утилизировать отходы, сократив при этом расход дорогого мазута, и обеспечить производство собственным дешевым паром, теплом и электроэнергией.

В июле этого года была пущена в строй первая очередь промышленной мини-ТЭЦ «Белый ручей» в Вытегорском районе Вологодской области, использующая в своей технологии принцип «кипящего слоя». Для России это новое слово в развитии энергетики на региональном уровне.

В чем заключаются плюсы технологии «кипящего слоя»? Во-первых, она позволяет повышать эффективность сжигания низкокачественных или нетрадиционных видов топлива, в том числе углей с высоким содержанием золы, отходов углеобогащения, сланцев, антрацитов, шламов осадков сточных вод и так далее. Второе преимущество – экологичность, в частности, количество выбросов токсичных оксидов серы в атмосферу может быть снижена больше чем на 90%. Третье преимущество – высокая эффективность сжигания и теплообмена.

Разумеется, внедрение сравнительно новой для России технологии предполагает решение новых задач, прежде всего с подготовкой топлива, его фракционному составу. За рубежом требуемый фракционный состав топлива обеспечивают в основном сами поставщики угля, в России это имеет место только при поставках коксующегося угля для металлургической промышленности. Для решения этой проблемы ОАО НПО ЦКТИ имени Ползунова разработало и выпустило специализированные дробильные комплексы.

Можно предсказать, что внедрение технологии «кипящего слоя» будет пользоваться все большей популярностью и в малой и в большой энергетике по мере роста цен на газ и мазут, ориентации на наращивание экспорта российского газа, повышение роли использования местных энергоисточников (в том числе биотоплива, торфа и т.д.) и ужесточения требований экологов.

Значительная часть предприятий в малой, средней и даже в большой энергетике в планах расширения и замены устаревшего оборудования уже планируют установку котлов с применением технологии «кипящего слоя». Широко используется также другой, менее затратный вариант – реконструкция существующих котлов с установкой новых топочных устройств с кипящим слоем.

Если учитывать специфику богатого лесными ресурсами российского Северо-Запада и опыт близких к нам по природным условиям стран Северной Европы, то получается, что примененное в Вологодской области решение является наиболее оптимальным. К примеру, в Финляндии 30% энергии производится именно с использованием древесного топлива и торфа, и при производстве этих 30% используется главным образом технология «кипящего слоя» в различных модификациях.

Преимущества этой технологии связаны не только с тем, что она позволяет использовать нетрадиционные и низкосортные виды топлива (щепа и другие древесные отходы, торф, низкокалорийные угли, шламы и др.), но и с возможностью сжигания различных видов топлива в одном топочном устройстве. Далее, применение технологии сжигания топлива в «кипящем слое» обеспечивает выполнение жестких экологических норм по выбросам SО2 и NO2 без сооружения дополнительных установок по серо- и азотоочистке, что очень важно для стран европейского мира, а вскоре должно стать актуальным и для России.

Не случайно сжигание топлива в «кипящем слое» является наиболее экономичным вариантом получения энергии в том случае, если в вашем распоряжении имеется достаточно хороший запас возобновляемых ресурсов. Идеальный вариант – ресурсы, которые являются отходами производства и достаются вам практически даром.