Опыт сжигания импортных углей в котлоагрегатах ТЭС и ТЭЦ

Abstract

Рассмотрен сегмент низкореакционных углей на мировом рынке. Показано, что основными потенциальными поставщиками таких углей могут быть только ЮАР и Кузнецкий бассейн России. Угли этих месторождений относятся к марке Т и отличаются повышенными температурами плавкости золы, что создает проблемы для организации устойчивого жидкого шлакоудаления в котлах ТЭС. Дополнительной проблемой для котлов ТЭЦ, рассчитанных на сжигание антрацита, стала необходимость адаптации их пылесистем к повышенному выходу летучих веществ тощих углей. Для решения этих проблем были разработаны технические решения по обеспечению безопасной эксплуатации пылесистем, разработан метод поверочного позонного теплового расчета котлоагрегатов и выполнены численные исследования с целью оценки необходимого уровня калорийности угля и коэффициента избытка воздуха для обеспечения необходимых температур жидкого шлака в нижней части топки, отсутствия шлакования ширм и перегрева экранов топки. Приведены ход и результаты испытаний, выполненных при участии Института угольных энерготехнологий, на котлах Трипольской и Змиевской ТЭС (уголь ЮАР), Дарницкой, Черниговской и Сумской ТЭЦ (кузнецкий тощий уголь), что обеспечило этим электростанциям прохождение зимнего сезона 2014–2015 гг. На основании полученных результатов предложены критерии пригодности импортных углей для сжигания в котлоагрегатах ТЭС и ТЭЦ Украины, практически используемые при заключении контрактов.

Розглянуто сегмент низькореакційного вугілля на світовому ринку. Показано, що основними потенційними постачальниками такого вугілля можуть бути тільки ПАР та Кузнецький басейн Росії. Вугілля цих родовищ належать до марки П та відрізняються підвищеними температурами плавкості золи, що утворює проблеми для організації стійкого рідкого шлаковидалення у котлах ТЕС. Додатковою проблемою для котлів ТЕЦ, розрахованих на спалювання антрациту, стала необхідність адаптації їх пилесистем до підвищеного виходу летких речовин пісного вугілля. Для розв’язання цих проблем було розроблено технічні рішення щодо забезпечення безпечно ї експлуатації пилосистем, розроблено метод повірочного позонного теплового розрахунку котло­агрегатів та виконано числові дослідження з метою оцінки необх ідного рівня калорійності вугілля та коефі­цієнта надлишку повітря для забезпечення необхідних температур рідкого шлаку в нижній частині топки, відсутності шлакування ширм та перегріву екранів топки. Наведено хід та результати ви­про­бувань, виконаних за участю Інституту вугільних енерготехнологий, на котлах Трипільської та Зміївської ТЕС (вугілля ПАР), Дарницької, Чернігівської та Сумської ТЕЦ (кузнецьке пісне вугілля), що забезпечило цим електростанціям проходження зимового сезону 2014–2015 рр. На підставі отриманих результатів запропоновано критерії придатності імпортного вугілля для спалювання у котлоагрегатах ТЕС та ТЕЦ України, практично використовувані при укладанні контрактів.

In the article the segment of low-reactive coals on the world market is considered and it is shown that the main potential suppliers of these coal types can only be South Africa and Kuznetsk basin of Russia. Semi-anthracites from these fields have high ash fusibility temperatures, which creates problems for the organization of sustainable liquid slag removal in thermal power plant boilers. An additional problem for the cogeneration plants boilers designed for burning anthracite was the need to adapt their coal-pulverizing systems to the increased volatile yield of semi-anthracite. To solve these problems, technical solutions have been developed to ensure the safe operation of coal-pulverization systems, a methods have been developed of thermal calculation of boilers’ furnaces and numerical studies have been performed to assess the required level of calorific value of coal and the excess air ratio to provide the necessary temperatures at the bottom of the furnace for liquid slag removal, the lack of screens slagging and overheating of the furnace. The progress and results are given of tests carried out with the participation of Coal energy technology institute, at the boilers of Zmievska and Tripilska TPPs (South Africa semi-anthracite), Darnitska, Chernigivska and Sumska HPP (Kuznetsk semi-anthracite), which ensured that the power plants pass the winter season of 2014–2015. Based on these results, the eligibility criteria are suggested of imported coal for burning in boilers of TPPs and cogeneration plants in Ukraine practically used in awarding contracts.