Обзор оборудования и схем систем золошлакоудаления ТЭС

По различным экспертным оценкам ежегодно на угольных ТЭС России образуется 25…30 млн. т золошлаков, а их уровень утилизации составляет всего 10…12 %. Таким образом, ежегодно 22…27 млн. т золошлаков транспортируется на золошлакоотвалы, которые являются источниками значительного загрязнения окружающей среды. В настоящее время на золошлакоотвалах Российской Федерации накоплено более 1,5 млрд. т золошлаков, и их количество с каждым годом растет. Согласно национальным планам энергетической отрасли России уголь остается одним из основных энергетических ресурсов, составляя около 13% в топливном балансе страны. В мировом масштабе при производстве тепловой и электрической энергии на уголь приходится 36 % от всех первичных источников; основная доля угольной генерации наблюдается в развивающихся странах – Китае и Индии.
В Российской Федерации ситуация усугубляется и тем, что средний возраст угольных ТЭС составляет около 50 лет, что не может не влиять на технические и экологические показатели работы систем золошлакоудаления ТЭС, а также на показатели работы электростанций в целом. В связи с этим, уменьшение негативного воздействия отраслей топливно-энергетического комплекса на окружающую среду и угольной энергетики, в частности, является одной из глобальных государственных задач согласно Энергетической стратегии Российской Федерации на период до 2035 года. Таким образом, главными направлениями деятельности по снижению негативного воздействия объектов ТЭК на окружающую среду являются:
• ликвидация накопленного экологического ущерба, восстановление деградированных природных экосистем;
• снижение или предотвращение негативного воздействия хозяйственной деятельности на окружающую среду и рациональное использование природных ресурсов.
Проблему угольных ТЭС в части ликвидации накопленного экологического вреда можно решить только при осуществлении широкомасштабных проектов комплексной переработки золошлаков с получением востребованной продукции.
Для снижения или предотвращения накопления золошлаков энергетики необходимо, прежде всего, переходить на современные технологии обращения с золошлаками и внедрять принципы НДТ, использовать безводные системы золошлакоудаления (ЗШУ) ТЭС, тем самым, расширяя спектр направлений применения золошлаков, формировать и развивать рынок золошлаков в зависимости от требований потребителей.
В статье приведена классификация систем золошлакоудаления ТЭС; представлены результаты обзора и анализа оборудования систем обращения с золошлаками, в том числе систем внутреннего и внешнего транспорта золошлаков; описаны схемы традиционной системы ЗШУ с совместным сбором и транспортом золошлаков, с раздельным удалением, складированием и отгрузкой золы и шлака, а также комбинированная схема золошлакоудаления. Рассмотрена перспективная технология шлакоудаления ТЭС. Приведены рекомендации по созданию экономичных и экологичных систем золошлакоудаления ТЭС.

1. Современные природоохранные технологии в электроэнергетике: Информационный сборник / под общей ред. В.Я. Путилова. М.: Издательский дом МЭИ, 2007 – 388 с.: ил.

2. Буров В.Д., Дорохов Е.В., Елизаров Д.П. Тепловые электрические станции. М.: Издательский дом МЭИ, 2007. 466 с.

3. Путилов В.Я., Путилова И.В. Барьеры, возможности и пути решения проблемы обращения с золошлаками ТЭС в России / Матер. II Межд. научн. практ. семинара «Золошлаки ТЭС ― удаление, транспорт, переработка, складирование». Москва, 23-24 апреля 2009 г. М.: Издательский дом МЭИ. - с. 13-19.

4. Путилов В.Я., Путилова И.В. Анализ общемировых тенденций и перспектив решения проблемы золошлаков ТЭС в России // Матер. I Межд. научн. практ. семинар «Золошлаки ТЭС ― удаление, транспорт, переработка, складирование», 23 марта 2007 г., Москва, Издательский дом МЭИ, - М. с.11-17.

5. http://www.energyland.info/analitic-show-140270

6. Путилов В.Я., Путилова И.В., Маликова Е.А. Ключевые вопросы решения проблемы обращения с золошлаками энергетики в России // Материалы V межд. конф. «Золошлаки ТЭС ― удаление, транспорт, переработка, складирование». Москва, 24-25 апреля 2014 г. ― М.: Полиграфический центр МЭИ. - с. 58-63.

7. V. Cianci, “Wet vs. dry bottom ash handling compared: one plant’s experience”, Modern Power Systems, June 2007.

8. V. Quattrucci, “Dry bottom ash technology improves coal fired boiler operations”, Power-Gen Europe, April 2004.

9. Y. Takahashi, “The First dry bottom ash handling system in Japan”, Power-Gen Asia, October 2002.

10. R. T arli, A . C arrea / / A n efficient and nonpolluting bottom ash extraction system Energy for the transition age, Florence, Italy (June 1992).

11. F. Bassetti, D. Coppola, D. Ricci // Fully-dry removal system for elimination of pond.

12. Proc. World of Coal Ash Conference (WOCA), May 2015, Nashville, (Tennessee, USA) (May 2015).

13. Н.В. Гавлитин, Ю.В. Коломиец. Экологически приемлемые технологии золошлакоудаления на примере Рефтинской ГРЭС ОАО «Энел ОГК-5» // Материалы IV научно-практического семинара «Золошлаки ТЭС: удаление, транспорт, переработка, складирование», Москва, 19–20 апреля 2012 г. ― М.: Издательский дом МЭИ, 2012. С. 55 – 58.

14. М. Хили, Ю. Коломиец. Применение технологии пневмотранспортирования золошлаков от энергоблоков мощностью 300 и 500 МВт угольных электростанций // Материалы II научно- практического семинара «Золошлаки ТЭС: удаление, транспорт, переработка, складирование», Москва, 23–24 апреля 2009 г. ― М.: Издательский дом МЭИ, 2009. С. 101 – 103.

15. Daniele Ricci, Fulvio Bassetti, Simone Savastano, Beneficial effects of dry bottom ash extraction and recycling in modern PCF power plants, Fuel, Volume 215, 2018, Pages 13-21, ISSN 0016-2361, https://doi.org/10.1016/j.fuel.2017.10.088 Beneficial effects of dry bottom ash extraction and recycling in modern PCF power plants.