В последнее десятилетие значительное внимание в мире уделяется повышению эффективности и экологической безопасности процессов сжигания твердого топлива на пылеугольных тепловых электрических станциях (ТЭС), вырабатывающих 40,6 % электрической и 24 % тепловой энергии.
При этом, наблюдающаяся общемировая тенденция снижения качества энергетического угля, приводит к увеличению использования непроектных разновидностей топлива и соответствующему ухудшению технико-экономических и экологических показателей работы котлоагрегатов.
В этой связи создание и применение новых технологий эффективного сжигания твердого топлива, независимо от его качества, приобретает особую актуальность.
В 2020 году в силу вступили изменения Правил Международной конвенции по предотвращению загрязнения судов 1973 года (MARPOL, IMO), согласно которым все суда должны резко сократить выбросы серы, содержащейся в топливе. Учитывая изложенное, крупнейшие российские производители мазута (НПЗ «ЛУКОЙЛ», «Роснефть», основные поставщики мазута в северные регионы Казахстана) намерены сократить его выпуск в РФ на четверть, а на своих зарубежных НПЗ — вдвое. НПЗ «Газпром нефть» планирует прекратить выпуск мазута к 2024 году.
Евразийская экономическая комиссия с 2024 года, также планирует пересмотреть технический регламент, ужесточающий возможности продажи топлива с содержанием серы более 0,5%.
Генерирующие мощности АО «Самрук-Энерго», работающие на угле в своем производственном цикле для розжига котлоагрегатов, используют топочный мазут. К примеру, в течение года ТОО «Экибастузская ГРЭС-1» для этих целей затрачивает более 6600 тонн мазута, что в денежном эквиваленте составляет более 1 млрд. тенге.
Модернизация нефтеперерабатывающих заводов страны негативно скажется на производстве этого менее ценного вида топлива, которое уже начинает демонстрировать спад с 3,05 млн. тонн в 2017 году до 2,06 млн. тонн в 2018 году. При этом цена мазута за тонну напротив повысилась с 52 800 тенге (2017 год) до 130 000 тенге (2020 год).
Альтернативой безмазутному розжигу котлоагрегатов является технология плазменного розжига, представленная на ЭКСПО-2017, которая уже получила широкое распространение в мире.
В Китае, например, оснащенность технологией угольных котлоагрегатов составляет примерно 39,5% от общей установленной мощности страны.
Кстати, плазморозжиг имеет казахстанское происхождение. Управляющий директор по производству и управлению активами АО «Самрук-Энерго» Серик Тютебаев имеет ряд научных изысканий и диссертационных работ по направлениям применения плазменного воспламенения твердого топлива, моделирования и испытания плазменно-топливных систем, а также плазменной газификации энергетического угля.
«К сожалению, опытные образцы оборудования, созданного институтами проблем горения Казахстана не вошли в промышленную реализацию из-за отсутствия должной востребованности в тот период», — вспоминает Серик Суинбекович.
Но спустя десятилетия, использование технологий плазморозжига стало рассматриваться, как необходимость, с учетом снижения производства мазута и как экономически обоснованный и выгодный шаг, с учетом повышения цены на жидкое топливо.
В 2019 году при содействии компании «CITIC ConstructionCo., Ltd» был осуществленвизит сотрудников ТОО «ГРЭС-1» в КНР для изучения действующих установок на электростанциях и на заводах изготовителях плазменно-топливных систем (ПТС). Изучена продукция таких заводов как «Yantai Longyuan Power Technology», «Anhui Xinneng Electric Technology Co., Ltd». Было организовано посещение ТЭС мощностью блоков от 300 до 1000МВт с действующими установками ПТС без использования мазута (при этом мазутное хозяйство, и возможность включения мазутных горелок, на указанных ТЭС остаются в качестве резерва, стоимость 1 тонны мазута в Китае составляет 1300-1600 долл.США/тонна).
По результатам посещения техническими специалистами ГРЭС-1 представлены следующие выводы:
Внедрение системы без мазутного розжига дает возможность:
- включение золоулавливающей установки (ЗУУ) на более раннем этапе в процессе растопки блока, тогда как при растопке блока на мазуте, подключение ЗУУ можно производить только лишь при отключении всех мазутных форсунок.
- разгрузки котла до 30% от номинальной без подсветки мазутом.
АО «Самрук-Энерго» планирует в 2022 года запуск проекта «Внедрение системы безмазутного розжига котлоагрегатов (Плазматрон)» на ТОО «Экибазстузская ГРЭС-1».
Установка технологичного оборудования позволит оптимизировать затраты на топочный мазут, повысит надежность эксплуатации котлов. Кроме того, проект содержит экологическую составляющую в частиснижения выходов NОx и серы на 30-40 %.
Диас-Есимжан Бектасов
Гл.менеджер Департамента «Производственная Эффективность» АО «Самрук-Энерго»
