Назарово - млп-2, анализ отчета как песня

# Отчёт по модернизации газоочистных установок

## Термины и определения

| Термин | Определение |
| --- | --- |
| **Дымовой газ** | Газ, выделяемый при сгорании топлива |
| **Загрязняющее вещество** | Химическое вещество, негативно влияющее на окружающую среду |
| **Запылённость дымовых газов** | Массовая концентрация твёрдых частиц в дымовых газах |
| **Зола** | Остаток после сжигания углеродистого материала |
| **Источник выброса** | Сооружение, выделяющее загрязняющие вещества в атмосферу |
| **Наилучшая доступная технология (НДТ)** | Современные технологии, обеспечивающие минимизацию загрязнений |
| **Нормативы допустимых выбросов (НДВ)** | Установленные пределы содержания вредных веществ в атмосфере |
| **Предельно допустимый выброс (ПДВ)** | Максимально допустимый объём выброса конкретного вещества |
| **Стационарный источник загрязнения** | Источник, местоположение которого зафиксировано географически |
| **Установка очистки газов** | Устройство для удаления загрязнителей из атмосферных выбросов |

## Сокращения

| Сокращение | Полное название |
| --- | --- |
| АУ | Аспирационная установка |
| БСУ | Бункер сырого угля |
| ВРЧ | Верхняя радиационная часть |
| ГЗУ | Гидрозолоудаление |
| ГОСТ | Государственный стандарт |
| ИТС | Информационно-технический справочник |
| КПД | Коэффициент полезного действия |
| НДВ | Норматив допустимого выброса |
| НДТ | Наилучшая доступная технология |
| НГРЭС | Назаровская ГРЭС |
| НТО | Низкотемпературная вихревая технология сжигания |
| ТЭС | Тепловая электростанция |
| ЭФ | Электрофильтр |

## Введение

Данный отчёт разработан в рамках договора № НГРЭС-23/583 от 21.04.2023 г. Цель отчета — разработка предварительных технических обоснований по модернизации газоочистных установок энергоблоков станции №№ 1, 2, 3, 4, 7 и систем обеспыливания центрального пылезавода (ЦПЗ).

### Текущие проблемы:
- Устаревшие пылеулавливающие установки (ГУО) требуют модернизации или реконструкции.
- Необходимость оптимизации уровня выбросов углекислого газа, окислов азота и серы.

## 1. Анализ текущего положения по выбросам газообразных загрязняющих веществ

### 1.1 Выбросы оксидов азота (NO;)

#### 1.1.1 Котёл ПК-38 (энергоблоки №№ 1-4)

| Параметр | Ед. измерения | ТШУ | ЖШУ |
| --- | --- | --- | --- |
| Производительность пара | т/ч | 270 | 240 |
| Давление пара | кгс/см; | 138,4 | 33,6 |
| Температурный уровень | °C | 545 | 385 |

Использование низкотемпературной вихревой технологии (НТО) позволило снизить выбросы NO; примерно на 20-25%, однако технологические нормы указывают на необходимость дополнительного снижения до уровня 500 мг/м;.

#### 1.1.2 Котёл П-49 (энергоблок № 7)

Перевод на твёрдое шлакоудаление снизил температуру газов в активной зоне горения, уменьшив образование NO;. Фактические концентрации варьируются от 400 до 600 мг/м;, что соответствует установленным нормам.

### 1.2 Выбросы диоксида серы (SO;)

Диапазон концентрации SO; варьируется от 0,493 до 1,677 г/м; при стандартных условиях сжигания угля. Проведение реконструкции котлов обеспечит соответствие техническим нормативам.

## 2. Анализ текущих положений по выбросам золы

### 2.1 Общие характеристики установок газоочистки

Энергоблоки №№ 1-4 оснащены батарейными циклонами (БЦУ-896-160), эффективность которых колеблется от 88 до 92%. Модернизация необходима для соответствия новым стандартам.

### 2.2 Возможности достижения нормативных показателей

Замена циклонных элементов и проведение режимной наладки позволят повысить эффективность до 97,5% при оптимальных условиях работы.

## 3. Варианты реконструкции золоуловителей

Предлагаемые меры включают:
- Замена изношенных элементов.
- Применение усовершенствованной мокро-сухой технологии сероочистки.
- Установка новых эффективных электрофильтров.

Эти шаги необходимы для соблюдения строгих норм по выбросам, принятых Министерством природных ресурсов и экологии РФ.

---

Отчёт подготовлен с учётом действующего законодательства и стандартов экологической безопасности. Рекомендуется реализация предложенных мер для повышения эффективности очистных сооружений и снижения негативного влияния на окружающую среду.


/////////.... //////
В представленном отчёте указаны следующие превышения и несоответствия нормативам:

### 1. Оксиды азота ($NO_x$):
- **Фактические концентрации**: на некоторых установках достигают диапазона $250-650\ mg/m^3$, а на отдельных блоках с жидким шлакоудалением даже $350-800\ mg/m^3$.
- **Установленный норматив**: Согласно справочнику ИТС-38-2022, нормативы для установок с твёрдым шлакоудалением составляют максимум $500\ mg/m^3$. Для блоков с жидким шлакоудалением максимальный предел равен $800\ mg/m^3$.
- **Проблема**: Некоторые установки превышают указанные лимиты, особенно при низких уровнях реализации технологий очистки.

### 2. Диоксид серы ($SO_2$):
- **Фактические концентрации**: Данные отсутствуют для многих блоков. Рассчитанная концентрация варьирует от $0,493$ до $1,677\ g/m^3$.
- **Установленный норматив**: Минимальный установленный норматив по приказу Минприроды РФ составляет $1400\ mg/m^3$ для котлов, введённых после 2001 года, и $3000\ mg/m^3$ для старых установок.
- **Проблема**: Пока данные не показывают конкретных нарушений, однако отсутствие полных замеров создаёт неопределённость относительно соблюдения нормативов.

### 3. Запылённость (выбросы золы):
- **Фактические концентрации**: На некоторых блоках запылённость достигает уровней $800\ mg/m^3$ и выше.
- **Установленный норматив**: Нормы колеблются от $600\ mg/m^3$ до $150\ mg/m^3$ в зависимости от срока введения установки в эксплуатацию.
- **Проблема**: Старые батареи циклонов обеспечивают низкую эффективность улавливания мелких частиц, что приводит к значительным превышениям установленного лимита.

Таким образом, ключевыми проблемами являются высокие уровни выбросов $NO_x$ и запылённости, требующие срочной модернизации очистных систем.
//////...... ////
Для снижения выбросов оксидов азота ($NO_x$) в отчёте предлагаются следующие технологии и методы:

### 1. **Применение низкотемпературных технологий сжигания (НТО)**:
   - Использование специальной методики сжигания топлива, при которой температура в зонах горения поддерживается низкой. Например, технология НТО предусматривает введение каскадного слоя распределения топлива и воздушных потоков, что способствует уменьшению температуры пламени и сокращению образования термических оксидов азота.
   
### 2. **Оптимизация режимов горения**:
   - Регулирование избыточного воздуха и управление температурой воздуха на входе в топочную камеру позволяют минимизировать формирование оксидов азота.
   - Организация оптимальной структуры пламени, включая раздельную подачу воздуха и уменьшение концентрации кислорода в зонах максимального выделения азота.

### 3. **Реализация ступенчатого сжигания**:
   - Метод заключается в постепенном введении воздуха в зону горения таким образом, чтобы избежать резких скачков температуры и локального повышения концентрации азотосодержащих соединений.
   - Этот метод предполагает установку специальных горелок, которые способствуют созданию зон с контролируемой подачей воздуха и топлива.

### 4. **Использование газовых дожигательных систем**:
   - Дополнительные устройства, такие как каталитические нейтрализаторы или регенеративные теплообменники, позволяющие проводить дополнительную обработку выхлопных газов с целью дальнейшего снижения концентрации $NO_x$.

### 5. **Выбор подходящего топлива**:
   - Переход на менее азотосодержащие сорта топлива, что уменьшает количество исходных компонентов, приводящих к образованию оксидов азота.

### 6. **Повышение эффективности пылеугольных горелок**:
   - Оптимизация конструкций и методов эксплуатации пылеугольных горелок помогает добиться более равномерного смешивания топлива и воздуха, предотвращая возникновение горячих точек, способствующих формированию оксидов азота.

Эти рекомендации направлены на комплексный подход к решению проблемы высоких выбросов $NO_x$, предусматривая как технические усовершенствования, так и оптимизацию эксплуатационных режимов.

//////...... //////
Согласно данному отчёту, разница в эффективности очистки между современными электрофильтрами и устаревшими циклонами весьма значительная:

### **Современные электрофильтры**:
- Средние показатели эффективности современных электрофильтров составляют порядка **98%**, то есть они способны эффективно удалять практически весь поток мелкодисперсной пыли и частицы размером меньше 1 микрона.
- Такие фильтры могут стабильно обеспечивать чистоту дымовых газов вплоть до **150 мг/нм;** и даже ниже, что значительно превосходит требования большинства промышленных предприятий.

### **Устаревшие циклоны**:
- Типичные показатели эффективности устаревших батарейных циклонов варьируют от **88% до 92%**. Эта цифра отражает лишь частичную способность задерживать крупные фракции пыли, оставляя значительное количество мелких частиц в составе отходящих газов.
- При стандартной загрузке и температуре уходящих газов запылённость на выходе циклонов часто превышает нормативные показатели, достигая порой **800 мг/нм;** и выше.

### Итог:
- Современные электрофильтры демонстрируют значительно лучшую производительность, гарантируя высокий уровень чистоты выбрасываемых газов, тогда как старые циклоны обладают ограниченной эффективностью, не позволяя поддерживать необходимую норму запылённости, особенно при изменении рабочих условий.
/////...... ///////
Помимо замены изношенных элементов циклонов, отчёт рекомендует ряд дополнительных мер для эффективного снижения выбросов золы:

### 1. **Проведение дополнительной режимной наладки**:
   - Регулярная настройка и регулировка работы котлов для оптимизации их функционирования и уменьшения концентрации частиц золы в отходящих газах.

### 2. **Внедрение усовершенствованных технологий фильтрации**:
   - Применение инновационных решений, таких как сухие электростатические фильтры или тканевые рукавные фильтры, способные обеспечить глубину очистки до **99%** и существенно снизить эмиссию мелкой пыли.

### 3. **Регулярный мониторинг состояния фильтров и клапанов**:
   - Постоянный контроль за исправностью механических частей фильтрационных систем и своевременное устранение возможных дефектов.

### 4. **Поддержание оптимального уровня влажности угля**:
   - Контроль за влажностью топлива влияет на качество его сгорания и последующее выделение зольных фракций.

### 5. **Оснащение дополнительными системами предварительной обработки дымовых газов**:
   - Установка специализированных установок для предварительной обработки и подготовки дымовых газов перед прохождением через очистные сооружения, улучшающие процесс фильтрации.

### 6. **Использование инертных материалов в процессе пылеулавливания**:
   - Добавление инертных добавок (например, доломита или магнезита) для нейтрализации кислых примесей и увеличения плотности уловленного продукта.

### 7. **Автоматизированные системы диагностики и мониторинга**:
   - Внедрение автоматизированных систем для непрерывного анализа состояния и работоспособности очистных установок, помогающих своевременно выявить нарушения в работе и предотвратить ухудшение ситуации.

Все перечисленные меры дополняют основную стратегию замены элементов циклонов и помогают дополнительно усилить эффект очистки, повысив общую надёжность и эффективность газоочистных установок.
//////....... //////
Чтобы определить действующие нормативы по выбросам золы, необходимо учитывать несколько факторов, таких как срок ввода установки в эксплуатацию и её назначение. Вот наиболее распространённые нормативы, принятые в России:

### 1. Нормативы для стационарных источников загрязнения атмосферы:
- **Для установок, введённых в эксплуатацию до 31 декабря 2000 года:** 
  Максимальная разрешённая концентрация золы в отходящих газах составляет **600 мг/нм;**.

- **Для установок, введённых в эксплуатацию после 1 января 2001 года:** 
  Предельная концентрация золы ограничена уровнем **250 мг/нм;**.

- **Для особо опасных производств (химическая промышленность, металлургия и т.д.) и регионов с неблагоприятной экологической обстановкой:** 
  Могут применяться ещё более жёсткие ограничения, иногда доходящие до **150 мг/нм;**.

### 2. Специальные региональные нормативы:
Некоторые регионы России устанавливают собственные нормативы, которые могут отличаться от федеральных. Обычно такие нормативы распространяются на предприятия, работающие вблизи населённых пунктов или охраняемых территорий.

### 3. Международные стандарты:
- **Европейские директивы ЕС:** 
  Требуют соблюдение норм выбросов золы на уровне **50-100 мг/нм;** для энергоустановок мощностью более 50 МВт.

### Примечание:
Важно помнить, что реальные нормативы зависят от множества факторов, включая региональное законодательство, отраслевую специфику и экологическую ситуацию вокруг предприятия. Перед проведением реконструкции или выбора очистительного оборудования рекомендуется обратиться к специализированным органам или консультироваться с профильными организациями для точного понимания действующих ограничений.

////...... ///!!!!
Контроль влажности угля играет важную роль в обеспечении стабильности и эффективности процесса сжигания, поскольку влажность оказывает непосредственное влияние на теплотворную способность топлива и, как следствие, на экономические и экологические показатели работы котельной установки. Существует несколько способов контроля влажности угля:

### 1. Лабораторные исследования:
Этот традиционный метод подразумевает отбор проб угля и последующий лабораторный анализ. Образцы подвергаются высушиванию и взвешиванию, что позволяет рассчитать точное содержание влаги. Преимущество метода в точности, недостаток — относительная длительность процедуры.

### 2. Автоматические датчики влажности:
Такие датчики устанавливаются непосредственно на конвейерах или транспортных системах, обеспечивая постоянный мониторинг влажности. Они работают на принципах микроволновой спектроскопии, инфракрасного излучения или емкостного сопротивления. Преимущества автоматических датчиков заключаются в оперативности и возможности интегрирования в автоматизированные системы управления процессом.

### 3. Радиометрические методы:
Радиометрические приборы определяют влажность путём пропускания гамма-лучей через слой угля. Поглощение лучей прямо пропорционально количеству содержащейся влаги. Этот метод удобен там, где требуется быстрый и точный контроль без остановки технологического процесса.

### 4. Визуальный осмотр и ручные проверки:
Иногда используют визуальные оценки, основанные на опыте персонала. Несмотря на субъективность подхода, этот метод может служить дополнительным инструментом для быстрого выявления проблем.

### 5. Сушка образцов угля:
Небольшие образцы угля помещаются в специальную печь для сушки при фиксированных температурах. Затем вычисляется потеря веса, соответствующая уровню влажности. Данный метод достаточно простой и доступный, но требует некоторого времени для завершения цикла измерений.

### Заключение:
Наиболее эффективным решением считается сочетание автоматического мониторинга с регулярными лабораторными проверками. Это позволяет оперативно реагировать на изменение параметров сырья и регулировать процессы сжигания для достижения оптимальных экономических и экологических показателей.

/////.... //////
Да, существуют рекомендуемые нормы по допустимой влажности угля для разных типов котлов, так как влажность топлива напрямую влияет на энергоэффективность и стабильность работы котельной установки. Привожу ориентировочные нормы для различных видов угля и типов котлов:

### Бурый уголь:
- Рекомендуемая влажность: **15-25%**.
- Допустимая влажность: **до 35%**.

### Каменный уголь:
- Рекомендуемая влажность: **5-12%**.
- Допустимая влажность: **до 15%**.

### Антрацит:
- Рекомендуемая влажность: **; 8%**.
- Допустимая влажность: **до 10%**.

### Биотопливо (щепа, пеллеты):
- Рекомендуемая влажность: **10-15%**.
- Допустимая влажность: **до 20%**.

### Специализированные печи и промышленные котлы:
- **Малые бытовые котлы**: обычно рассчитаны на топливо с влажностью до **15%**.
- **Большие промышленно-теплогенераторные котлы**: допускают влажность до **30%**, но рекомендованная влажность — **15-20%**.

Превышение указанных норм увеличивает потребление топлива, повышает риск неполного сгорания и появления дыма, а также ускоряет коррозию и износ деталей котла. Поэтому важно контролировать влажность угля и придерживаться рекомендованных значений.
////...... /////