Повышение эффективности технологического процесса производства тепловой энергии на ТЭС за счет утилизации золы и шлака

• Автор: Коваль, Татьяна Валерьевна
• Шифр специальности: 05.14.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Иркутск
• Количество страниц: 173 с. : ил.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Тепловая электрическая станция источник тепловой, электрической энергии и золошлаковых отходов.

1.2 Оценка эффективности работы котельной установки на твердом топливе.

1.3 Эисрготехнологичсское использование твердого топлива .

1.4 Общая характеристика минеральной части углей.

Выводы по главе. Цель и задачи исследований

2. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ КОТЕЛЬНОЙ ЭНЕРГОТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ КЭТУ НА ОСНОВЕ ЭКСЕРГЕТИЧЕСКОГО ПОДХОДА ОПРЕДЕЛЕНИЯ КПД

2.1 Химическая эксергия и основные методы ее определения .

2.2 Эксергетический метод оценки эффективности теплотехнических процессов

2.3 Методика и алгоритм расчета эффективности энерготехнологического сжигания топлива в топках энергетических котлов. Выводы по главе
3. МЕТОДИКА И ПРОГРАММНЫЙ ПРОДУКТ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МИНЕРАЛЬНОГО СОСТАВА КОНЕЧНЫХ ЗОЛОШЛАКОВЫХ ПРОДУКТОВ.
3.1 Исследование преобразований минеральной части топлива в процессе подготовки и сжигания в топках котлов ТЭС.
3.1.1 Преобразование минеральных соединений твердого топлива в процессе подготовки и сжигания в топках энергетических котлов
3.1.2 Влияние температурного и окислительновосстановительного факторов на изменение минеральной части углей в процессе сжигания
3.2 Разработка программного комплекса АЭй для качественной и количественной оценки состава золошлаковых продуктов, получаемых в КЭТУ.
3.2.1 Исходная информация для формирования программного комплекса и расчетных исследований минерального состава золошлаковых продуктов при сжигании углей
3.2.2 Результаты анализа и определение рационального состава продуктов сжигания угля.
3.2.3 Работа программного комплекса АБн.
3.3 Оценка химической эксергии золошлаковых продуктов
Выводы по главе
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
ПРЕОБРАЗОВАНИЯ МИНЕРАЛЬНОЙ ЧАСТИ ТОПЛИВА В ПРОЦЕССЕ ГОРЕНИЯ.
4.1 Описание лабораторной установки и методика проведения эксперимента
4.2 Результаты экспериментального исследования.
4.3 Опытнопромышленный пассивный эксперимент на ТЭС Иркутской области
4.4 Результаты промышленного экспериментального исследования. И
4.5 Сопоставление результатов опытных сжиганий углей и программного комплекса АЭ К
Выводы по главе
5. РАСЧЕТНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭКОЛОГОЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ КОТЛА В КАЧЕСТВЕ ЭНЕРГОТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ
5.1 Содержание расчетного исследования.
5.2 Пример расчет котла типа БКЗ и БКЗ.
5.3 Сопоставление и анализ результатов.
5.4 Возможные области использования золы и шлака ТЭС ОАО Иркутскэнерго
5.5 Оценка экологической и экономической эффективности получения золошлаковых продуктов определенного состава
Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


В прежние годы в нашей стране вопросами утилизации золошлаковых материалов занимались свыше 0 научноисследовательских и проектноконструкторских организаций. Ими было разработано около 0 различных технологий переработки золошлакоотходов ТЭС по направлениям, соответствующим мировому уровню, но, как правило, только малая часть имеет практическую реализацию. При использовании золошлаковых материалов необходимо учитывать масштабы их образования и возможные области применения. Если рассматривать возможности применения золы и шлаков в фармоцевтикс, или в производстве катализаторов, всевозможных наполнителях фильтров, то это очень малые, незначительные объемы использования малотоннажные производства . Применение золы и шлака в других областях, например для извлечения ценных металлов, получения алюминия и его соединений, не решает проблему использования, а порождает новые трудности, обусловленные появлением отходов глубокой переработки золошлаков ТЭС. Если рассматривать возможности применения золыуноса и шлаков в стройиндустрии при производстве строительных материалов и изделий, то это соизмеримые показатели с масштабами их образования, так как это уже крупнотоннажное производство . Причем анализ накопленных результатов исследований и практический опыт использования золы и шлака в нашей стране подтверждают технологическую целесообразность более широкого применения ЗШО ТЭЦ, как в строительстве, так и в строительной индустрии. На ТЭЦ ОАО Иркутскэнерго применяются котельные агрегаты представленные в табл. Использование 3I поможет решить экологическую проблему, так как золошлаки по объему их образования и выхода занимают одно из первых мест среди отходов производства тепловой энергии. Автором в работе применяется понятие ТЭС с предельными экологическими показателями или безотходная ТЭС, под которым можно понимать электростанцию, которая наряду с выработанными электрической и тепловой энергией из 0 отходов производства вырабатывает товарные продукты вторичные ресурсы. Тем самым снижается экологическая нагрузка на окружающую среду. Но при работе такой ТЭС возникает противоречие второму закону термодинамики, поскольку предполагается, что все технологические процессы сопровождаются получением вторичных ресурсов вместо отходов. Как нельзя всю подведенную в цикле двигателя теплую энергию превратить в работу, так нельзя и первичные энергоресурсы полностью перевести во вторичные без экологических последствий. Поэтому такая ТЭС также невозможна. Но история развития теплоэнергетики была связана со стремлением приблизиться к безотходной ТЭС. В настоящее время наибольший интерес с экологической точки зрения представляют ТЭС с минимальным негативным воздействием на окружающую природную среду, которые еще можно назвать ТЭС с высокими экологическими показателями. Ыа такой электростанции максимально реализуются технологические процессы, препятствующие образованию вредных газообразных, жидких, твердых и тепловых отходов, сточные воды используются повторно и многократно в замкнутых циклах, твердые отходы получаются в товарном виде или в виде сырья для смежных производств. Уходящие газы и неиспользованные стоки подвергаются глубокой очистке. Оставшееся ограниченное количество твердых отходов поступает на длительное безопасное хранение. Программы строительства таких электростанций реализуются в индустриально развитых странах Западной Европы, США и Японии. Например, в Германии такие ТЭС получили название ТЭС, благоприятные для окружающей среды i 4. Как отмечает автор работы 4 наметившаяся в последнее время в теплоэнергетике тенденция к созданию на базе ТЭС крупных энерготехнологических комплексов является, движением по направлению к малоотходным ТЭС или ТЭС с минимальным негативным воздействием на окружающую среду. Таблица 1. Наименование энергопредприятия Фактически по состоянию на г. Иркутская ТЭЦ9 Ангарск Азейский0, Мугунский0,9 Тулунский0, Бородинский0. МВ мельница вентилятор ЭФ электрофильтр МС скруббер с трубой Вентури БЦУ батарейный циклон ОЭ однотрубный эмульгатор.