Очистка ТЭЦ: как очищаются выбросы от дымовых газов

Откуда столько дыма от ТЭЦ?

Для начала разберемся, что именно мы видим и какие физические явления способствуют образованию больших облаков дыма.

Как ловить золу?

В батарейных циклонных уловителях господствуют центробежные силы и гравитация. В тысячи рядом стоящих циклонов (вертикальных камер, которые сделаны в виде перевернутого конуса) с нескольких сторон поступает газ, на высокой скорости движется по окружности, и под действием центробежных сил зола оттесняется к наружной стенке.

Отброшенная частица сползает вниз под действием гравитации и отчасти потому, что на нее начинает давить другая частица, отброшенная выше. В результате они осыпаются в бункер, а очищенный газ поднимается вверх через отводящую трубу внутри циклона.

В электрофильтрах действуют электромагнитные силы. Внутри фильтров установлены коронирующие и осадительные электроды, коронирующие заряжены отрицательно, осадительные — положительно. На них подается напряжение в 50 тысяч вольт. Одни электроды «заряжают» частицы золы, а другие притягивают их к себе. Время от времени эти электроды автоматически «встряхиваются» — и зола осыпается в специальные бункеры.

Размер имеет значение

Электрофильтры — это громадные, размером с 12-этажный дом, системы. Батарейные циклонные уловители в три раза меньше электрофильтров, следовательно и места занимают меньше. Так, на Красноярской ТЭЦ-1 сейчас нет места для громадин электрофильтров, а БЦУ спокойно себе работают.

Можно ли отключить?

Фильтры, будь то батарейные циклоны или электрофильтры, подключены напрямую к выходу с каждого котла и находятся между ним и дымовой трубой. Единственное время, когда электрофильтр не работает, это несколько часов на этапе растопки котла. Отключать его в другое время нецелесообразно: его работа не требует расходных материалов, а потребление электричества составляет всего 500 киловатт, что равносильно мощности 250 чайников и несущественно для ТЭЦ.

Батарейные циклонные уловители работают всегда и ничего не потребляют. Степень очистки в «циклонах» зависит от размера частиц пыли и сажи в газе, а также от скорости газов — чем она ниже, тем менее эффективно работают фильтры. Вот почему некоторое время после растопки котла дым может быть темнее, по сравнению с нормальным рабочим состоянием.

А как ремонтировать, если отключить нельзя?

Ремонт фильтров и БЦУ проходит ежегодно в период остановки котла. Специалисты удаляют золу из бункеров и проверяют, есть ли повреждения. Капитальный ремонт фильтров проводится по истечении 27000 часов наработки, один раз в 4–5 лет. То есть фильтры «капиталят» намного чаще, чем некоторые подъезды.

В чем же между ними разница?

А разница в эффективности. Степень очистки в циклонах составляет от 83 до 95%. Электрофильтры способны очищать дымовые газы от золы до 99,9%. Приведем пример: при эффективности БЦУ в 95% в трубу вылетает 5%, при 99,5% — в атмосферу уходит 0,5%. Так что электрофильтры эффективней БЦУ как минимум в 10 раз! На сегодня в России это является одним из самых современных способов очистки дымовых газов и других вредных выбросов.

Если электрофильтры эффективнее, то почему они не стоят на всех ТЭЦ?

По экономическим показателям БЦУ выгоднее электрофильтров, они меньше, ничего не потребляют и постоянно работают, то есть дешевле обходятся, но они менее эффективны. Однако фильтр — это не экономически выгодная конструкция, это необходимость.

Пример такой необходимости — труба Красноярской на ТЭЦ-1, которую достроили в январе 2020 года. Хотя первая теплоэлектроцентраль укладывалась во все нормативы, но время не стоит на месте, а оборудование становится все более совершенным. Высота новой трубы — 275 метров, поэтому дымовые газы рассеиваются далеко за городом, не оставаясь в приземном слое. 

И конечно, специалисты видят необходимость захватывать как можно больше частичек золы. Потому сейчас, когда трубу подключат, на территории снесут еще 2 трубы. На их месте, как и на двух других ТЭЦ, построят электрофильтры. Тогда и на первой ТЭЦ фильтры будут улавливать до 99% вредных выбросов. 

Узнать поподробнее о фильтрах вы можете в видео