2018-02-20
744
| Тепловая мощность котлов Q, МВт (паропроизводительность котла D, т/ч) | Приведенное содержание серы Sп, %·кг/МДж | Массовый выброс SO x на единицу тепловой энергии, г/МДж | Массовый выброс SO x, кг/т.у.т. | Массовая концентрация SO x в дымовых газах при α ух = 1.4, мг/м3* |
| До 199 | 0,045 и | 0,5 | 14,7 | 1200 |
| (до 320) | Менее | |||
| Более 0,045 | 0,6 | 17,6 | 1400 | |
| 200-249 | 0.045 и | 0,4 | 11,7 | 950 |
| (320-400) | Менее | |||
| Более 0,045 | 0,45 | 13,1 | 1050 | |
| 250-299 | 0.045 и | 0,3 | 8,8 | 700 |
| (400-420) | Менее | |||
| Более 0,045 | 0,3 | 8,8 | 700 | |
| 300 и более | - | 0,3 | 8,8 | 700 |
| (420 и более) | ||||
| * При нормальных условиях (температура 0°С, давление 101,3 кПа), рассчитанная на сухие газы | ||||
Таблица 2
Нормативы выбросов твердых частиц в атмосферу для котельных установок, введенных на ТЭС с 1 января 2001 года
| Паропроизводитель-ность котла D, т/ч | Приведенное содержание золы, Ап,% кг /МДж | Массовый выброс твердых частиц, кг/ г в условном исчисления тонны условного топлива | Массовая концентрация частиц в дымовых газах при α ух = 1.4, при нормальных физических условиях, мг/ м 3 |
| До 420 | Менее 0.6 0.6-2.5 Более 2.5 | 1.76 1.76-2.93 2.93 | 150 150-250 250 |
| Более 420 | Менее 0.6 0.6-2.5 Более 2.5 | 0.59 0.59-1.76 1.76 | 50 50-150 150 |
|
|
|
В таблицах 1, 2 приведены нормативные удельные выбросы согласно ГОСТ Р 50831-95
для котельных установок [4]
Условные обозначения: Qр н - низшая теплота сгорания топлива (количество теплоты, выделяемое единицей массы топлива за вычетом теплоты на испарение влаги топлива и влаги, полученной при сгорании водорода топлива);
A п – приведенная зольность топлива, A п = Ар / Qр н: Sп – приведенная сернистость топлива, Sп = Sр / Qрн;
α ух – коэффициент избытка воздуха на выходе из котла, определяемый как сумма величины избытка воздуха в топке для обеспеченя полноты сгорания топлива и присосов воздуха по газовому тракту котла.
Технические свойства угольного топлива
В таблице 3 показаны технические характеристики некоторых наиболее распространенных марок углей и других видов органических топлив на ТЭС России
Таблица 3.
Характеристики топлива
| Район добычи, месторождение, марка | Состав рабочей массы топлива, % | Теплота сгорания Qрн, МДж/ кг | Выход летучих веществ, Vл, % | ||||||
| W р | Aр | Sр | Cр | Hр | Nр | Oр | |||
| Канско-ачинский березовское Б2 назаровское Б2 ирша-бородинское Б2 | 33.0 39.0 | 4.7 7.3 | 0.2 0.4 | 44.2 37.6 | 3.1 2.6 | 0.4 0.4 | 14.4 12.7 | 15.66 13.0 | 48 48 47 |
| Подмосковный Б2 | 32.0 | 28.6 | 2.7 | 26.0 | 2.1 | 0.4 | 8.2 | 9.34 | 50 |
| Воркутинское Печорский ЖР | 5.5 | 23.6 | 0.8 | 59.6 | 3.8 | 1.3 | 5.4 | 23.2 | 33 |
| Донецкий АШ | 8.5 | 22.9 | 1.7 | 63.8 | 1.2 | 0.6 | 1.3 | 22.6 | 3.5 |
| Кузнецкий 1СС Т Г | 9.0 7.0 12.0 | 18.2 18.6 23.8 | 0.3 0.5 0.5 | 61.5 67.0 51.4 | 3.6 2.8 3.8 | 1.5 1.6 1.9 | 5.9 2.5 6.6 | 23.6 25.1 20.0 | 30 13 40 |
| Экибастузский СС | 6.5 | 36.9 | 0.7 | 44.8 | 3.0 | 0.8 | 7.3 | 17.4 | 24 |
| Горючие сланцы | 13.0 | 40.0 | 1.6 | 24.1 | 3.1 | 0.1 | 3.7 | 10.9 | 90 |
| Торф | 50.0 | 6.3 | 0.1 | 24.7 | 2.6 | 1.1 | 15.2 | 8.1 | 70 |
| Мазут высокосернистый | 3.0 | 0.1 | 2.8 | 83.0 | 10.4 | 0.7 | 38.9 | - | |
|
|
|
Как видно из таблицы 3, угли Кузнецкого и Канско-Ачинского бассейнов отличаются невысоким содержанием серы Sр = (0.2-0.5)%, угли Канско-Ачинского бассейна малозольные Ар = (5-7) %; Кузнецкого бассейна средней зольности Ар = (11-18) %.
Наиболее зольным являются горючие сланцы Ар до 60%, далее следует экибастузский уголь Ар до 38%, и подмосковный до 25%.
Угли с приведенной зольностью Ап меньше 1.0 % кг/ МДж считаются малозольными, например антрациты. Для большинства бурых углей с Ап=(1.9-2.4) %кг/МДж необходимо принятие специальных мер по сокращению выбросов твердых частиц в атмосферу.
Для подмосковного угля характерны высокие значения как зольности, так и сернистости Sр = (2.7-3.0) %
Решение проблемы вредных выбросов на ТЭС имеет особое значение при сжигании ряда углей, в том числе для донецкого, подмосковного, экибастузского и других, а также для мазутных ТЭС.
Содержание серы в твердом топливе
Сера является вредной примесью, так как она выделяет при сгорании мало теплоты (9,3 МДж/кг), а наличие соединений серы в дымовых газах вызывает экологические проблемы.
В твердом топливе различают серу колчеданную FeS2, органическую и сульфатную (FeSO4, CaSO4, MqSO4 ).
Сульфатная сера дальнейшему окислению не подвергается и при горении переходит в золу. Колчеданная сера (в виде железного колчедана — пирита) и органическая сера, называемые горючей серой, подвержены окисленню и образуют при горении сернистый газ.
S +O 2 =SO2 2FeS2 + 5O 2 = 2 FeO + 4 SO2
Часть диоксида серы окисляется до триоксида серы
2SO2 + O2 = 2SO3
Суммарное содержание горючей и сульфатной серы составляет общую серу So. В зависимости от содержания серы различают малосернистые (So < 0.5%), сернистые (So=0,5 - 2,5%) и высокосернистые (So > 2,5%) топлива.
Ожидаемый выброс оксидов серы определяется также по приведенной сернистости топлива, рассчитываемой как отношение содержания серы на рабочую массу к низшей теплоте сгорания
S п = Sр / Q р н
Зольность топлива.
Золой при определении характеристики топлива считается остаток, получающийся при прокаливании до постоянной массы навески топлива в присутствии кислорода при температуре 800 ºС.
Как видно из таблицы 4, основой зол различных углей является окись кремния, угли Канско-Ачинского бассейна имеют в своем составе значительное содержание окиси кальция.
Таблица 4
Химический состав золы различных марок углей
| Содержание в золе химических соединений и элементов | Донецкий | Кузнецкий | Экибастузский | Канско-Ачинский | Подмосковный |
| Окиси кальция,% | 2-8 | 3.5-20 | 1.7 | 26-42 | 5.5 |
| Окиси кремния,% | 40-60 | 50-85 | 62-66 | 3-30 | 40-50 |
| Свинец, г/т | 170-210 | - | 20-40 | 10-35 | - |
| Мыщьяк, г/т | 80-110 | - | 15-30 | 20-60 | - |
| Ванадий, г/т | 120-170 | - | 40-120 | 10-40 | - |
| Хром, г/т | 110-150 | - | 20-100 | 16-60 | - |
| Цинк, г/т | 70-400 | - | 60-250 | 30-70 | - |
|
|
|
Большинство микроэлементов и их соединений, часть из которых токсична, при температуре уходящих газов 130-150°С находится в твердом состоянии и улавливается вместе с золой в золоуловителях. Соединения: ртути, серы, фтора, хлора находятся в парообразном состоянии и практически не задерживаются в сухих золоуловителях.
При горении угля топочном объеме часть золы уносится с газами по тракту котла. Доля летучей золы зависит от типа топок и системы пылеприготовления. При более мелком помоле эта доля возрастает. Так для камер с твердым шлакоудалением доля летучей золы составляет 0.80– 0.95, с жидким шлакоудалением 0.4 -0.6 (при расплавлении золы). В топках с твердым шлакоудалением оставшаяся зола удаляется через холодную воронку котла, с жидким шлакоудалением шлак в жидкотекучем состоянии стекает в водяную ванну, охлаждается и гранулируется.
