Водоугольное
топливо, которое теоретически имеет массу достоинств, в
реальности оказалось практически невостребованным. В большой
энергетике его фактически не используют, а в малой его
присутствие почти незаметно. Тем не менее, в настоящее время
ведется разработка принципиально новых водоугольных технологий.
Об одной из них, которая может стать по-настоящему прорывной, мы
говорим с главным инженером ОГК-2 Николаем Татариновым.
— Николай Александрович, почему вы взялись за решение этой
крайне непростой технологической задачи? В чем новизна вашего
предложения?
— Ничего нового в самом предложении вырабатывать тепло из
водоугольного топлива — нет. Вопрос в том, с какой
эффективностью это делать.
— То есть, водоугольное топливо, которым энергетики занимаются с
60-х годов и от которого фактически отказались, все таки имеет
будущее?
— Абсолютно верно. Мало того, производительность работы с
водоугольным топливом будет выше, чем с углем.
Критерий оценки любой новой технологии — и модернизации в целом,
кстати, — это производительность труда. И ее нужно рассматривать
не на отдельно взятом узле электроэнергетики, а на всем цикле:
добыча, транспортировка, подготовка, производство энергии,
утилизация отходов и далее.
Я хочу акцентировать внимание: развитие общества строится на
совершенствовании процессов получения энергии из какого-то вида
топлива. Именно с этих позиций рассматриваю водоугольное
топливо, как возможность качественного прорыва в энергетике.
Когда я осознал, что надо рассматривать эффективность полного
цикла, а не отдельных этапов, тогда я смог четко сформулировать,
требования к технологии получения и сжижения водоугольного
топлива.
— Что представляет собой эта технология?
— Водоугольное топливо, это, в первую очередь, альтернатива
углю. И чтобы адекватно проводить сравнение, нужно рассмотреть
цикл угольной генерации.
Угольная энергетика начинается с добычи — шахта или разрез.
Далее — транспортировка, как правило, по железной дороге. На
электростанции — вагоноопрокидыватели, перегрузка, хранение,
краны, бульдозеры и прочее. Затем производство электроэнергии,
передача электроэнергии потребителю, утилизация отходов (кстати,
один из очень затратных технологических процессов).
Обратите внимание на сложность этого цикла и сопутствующие
риски. Первое — нужен угольный склад. Второе — чтобы разгрузить
вагоны, необходимо их перевернуть. Потом задействовать
конвейера: частично уголь нужно подать на котлы, частично — на
угольный склад. Мельницы размалывают уголь в пыль перед подачей
в топку. Дальше идет процесс сжигания топлива и получения тепла.
Тепло передается воде, она превращается в пар, который крутит
турбину генератора, и он уже производит электроэнергию.
— То есть, мы говорим о процессе до передачи тепла воде?
— Да. В первую очередь, мы говорим о транспортировке, хранении,
топочном процессе сжигания угля.
На сегодняшний день состояние оборудования — не только котлов,
но и топливоподачи, критическое, оно отработало 40-50 лет (это
касается кранов, вагоноопрокидываетелей, бульдозеров,
конвейеров). Его надо менять, нести затраты по восстановлению.
Плюс — растут расходы на ремонт, повышается аварийность,
ухудшается экология.
Еще один момент — качество углей. Котел проектируется на
определенный вид угля, со временем качество пласта падает, и
сегодня большая часть котлов работает не на проектном угле.
Возникают определенные проблемы при горении, шлакование и так
далее. Кроме этого, сегодня есть законодательные ограничения,
необходимо проводить практические экспертизы опасных
производственных объектов специализированными организациями с
указанием срока дальнейшей безопасной эксплуатации. Везде одна
ситуация — состояние оборудования неудовлетворительное,
конструкция еще 60-х, если не 50-х годов с такими же низкими
показателями и технико-экономическими, и экологическими, и по
производительности труда.
Поэтому и по физическому состоянию, и по законодательным
ограничениям необходимо начинать заниматься восстановлением
оборудования. Вариантов два: заменить оборудование на
аналогичное, понимая, что повышения эффективности не будет. Или
перейти на новые, более эффективные и безопасные технологии.
Предлагаемая схема работы с водоугольным топливом позволит это
сделать
— И в чем же она состоит?
— Первое — получение топлива на шахте или разрезе. Второе —
транспортировка, но уже цистернами, а лучше — по трубопроводам.
— То есть, приготовление смеси угля и воды вы предлагаете
производить на месте добычи?
— В перспективе — да, но на первом этапе — на станции, для
отработки технологии.
— Трубопроводы потом могут быть?
— Да. Скажем Красноярская ГРЭС-2 — это 30 км до разреза, качай
топливо и никаких проблем. Затраты на транспортировку снижаются.
Это другая технология, людей здесь задействовано в десятки раз
меньше.
— Николай Александрович, а оборудование для водоугольной
технологии не будет стоить дороже, чем угольный склад и прочее
топливное хозяйство?
— Затраты будут ниже. Сегодня, к примеру, только на Красноярской
ГРЭС-2 надо будет менять два крана-перегружателя. Один стоит
около 700 млн рублей.
— Баки с ВУТ зимой их надо подогревать, а то топливо на основе
воды-то замерзнет …
— Баки не обязательно греть до высокой температуры, это совсем
небольшие затраты. Существующий угольный котел достаточно легко
перестраивается под водоугольное топливо, в течение четырех-пяти
месяцев можно сделать его реконструкцию.
— Уголь после склада через мельницу идет в котел, а в вашем
случае топливо сразу в котел попадает?
— Да, сразу. Но в водоугольной технологии я предлагаю применить
новый ключевой элемент — газификацию перед подачей топливной
смеси в топку. Есть несколько режимов горения. Первый — пуск
котла. Второй — пониженные нагрузки. И третий — стопроцентная
нагрузка. Поэтому нужно решить проблему пусковых операций и
резко переменных режимов.
— Николай Александрович, почему это все нельзя сделать без
газификации?
— Газификация топлива, то есть превращение его в газ, при каких
условиях проходит? При росте температуры и недостатке кислорода.
— Но разве нельзя производить подсветку угля мазутом или газом,
когда часть высокореакционного топлива подается для того, чтобы
горело основное?
— Зачем газ, мазут тратить, когда это можно сделать углем?
Почему водо-угольное топливо не применяется? Вся проблема в том,
что ВУТ подавалось сразу в топку. Принципиальное предложение —
надо подготовить топливо. Причем, не все, а часть — на пусковых
режимах, на пониженных нагрузках. Сначала в котел подается часть
водоугольного топлива через специальные горелки. После этого,
когда выходим на нагрузку, например, 30%, подключаем турбину.
Часть топлива подается в верхнюю часть топки, часть — в нижнюю.
Высокореакционная смесь осуществляет функцию подсветки.
— Для подсветки вместо мазута идет водоугольное топливо, которое
проходит через специальные горелки?
— Конечно. Горелки используются для пусковых операций и очень
глубоких разгрузок, резко переменных режимов.
— А раньше, когда использовали водоугольное топливо, как решали
этот вопрос?
— Зажигали мазут, набирали нагрузку, подавали водоугольное
топливо, оно горело.
— К чему это приводило?
— Котел стабильно работал только на максимальных нагрузках, как
только начинал разгружаться, надо было включать мазутную
подсветку.
— А сейчас подсветка-то все равно остается, только с помощью
водо-угольного топлива?
— Да.
— То есть, когда нагрузка падает, снова включаются специальные
горелки…
— Да, при этом осуществляется полная автоматизация.
— В чем еще проблема существующих методов и способов газификации
водоугольного топлива?
— Газификация сегодня производится, как правило, для размолотого
угля. Для водоугольного топлива вопрос этот и не ставился. На
сегодняшний день мы делаем первую в мире горелку с применением
газификации в ней ВУТ.
— Что внешне представляет собой водоугольное топливо — как
растительное масло, как вода?
— Как мазут, даже пахнет похоже.
— В настоящий момент пока нет такой установки, которая
эффективно подготавливает ВУТ?
— Нет. Но уже есть технологии получения водоугольного топлива.
Водоугольное топливо уже можно использовать на котельных,
которые работают на мазуте, и это экономически эффективно.
— То есть, даже сейчас при тех системах дробления, которые
существуют, работа на водоугольном топливе с помощью этих
горелок будет сравнима по себестоимости...
— Себестоимость будет ниже, чем на мазуте.
— А если сравнить с углем?
— А с углем — надо снизить затраты.
— И что ожидаете на выходе?
— Численность эксплуатационного персонала снизится,
производительность труда вырастет. Оборудование будет полностью
автоматизировано, надежнее, безопаснее и экологичнее.
— Кстати, об экологии. Что образуется в результате горения
водоугольного топлива?
— Вода участвует в процессе горения и температура в факеле
снижается, и получается, что процесс горения идет таким образом,
что плавления золы не происходит и она выделяется в виде сухой
фракции и в топке, и в системе газоочистки.
— А насколько высок интерес к предлагаемой технологии со стороны
энергетиков?
— Как любое новое решение, оно имеет и своих сторонников и
противников. Но интерес большой — например, когда стало ясно,
что водоугольное топливо более выгодно применять, чем мазут на
малых котельных. Но почему именно сейчас этим надо заниматься —
я акцентирую внимание, — потому что скоро придется нести затраты
по восстановлению топливоподачи, котлов. Причем срочно. Новая
технология обеспечит это при низких затратах на ее внедрение. И
плюс экология, безопасность. Чтобы взорвать жидкий уголь, надо
постараться.
— Кроме этого водоугольное топливо позволит использовать уголь,
который не используется…
— Правильно. Это и отходы, шламы...
— Мало того, туда может идти не только уголь, а практически все,
что горит?
— Можно использовать отходы, тот же ил очистных сооружений… При
этом выбросы в атмосферу гораздо меньше, чем от угля.
— Сейчас очень многие города страдают из-за того, что невозможно
дышать людям, которые живут у угольных ТЭЦ. И вы предлагаете
перевести их на водоугольное...
— Если нет альтернативы в виде газа, конечно. Выбросы NОx и Sox
серы от существующих норм будут составлять порядка 20%.
Температура уходящих газов из котла — около 150 градусов, чтобы
не было конденсации влаги. Водоугольное топливо состоит на 60%
из угля, на 40% — из воды. После газоочистки ставится для
максимального ********** Это тепло пустить на подогрев
водоугольного топлива которое поступает в топку. То есть,
возвратить в цикл.
То есть, речь идет не просто о новой технологии — в вопросе
производительности и экологии мы переходим на другой уровень.
— Конкретно по срокам, когда должна появиться работающая
установка?
— Нам нужен экспериментальный образец, который можно будет
масштабировать. Он, я полагаю, появится до 10 мая 2012 года.
