Бурый или каменный: какая разница, чем топить ТЭЦ?

Бурый или каменный: какая разница, чем топить ТЭЦ?

Чем лучше топить ТЭЦ, бурым или каменным углем? Дискуссии на эту тему бесконечны. Поэтому мы решили узнать, как образуется бурый и каменный уголь, а также по каким характеристикам угольные тепловые электростанции выбирают, какое топливо можно использовать на ТЭЦ?

Уголь — органическое вещество, которое образовалось под воздействием давления и температур из залежей торфа. Сначала торфяные останки трансформировались в бурый уголь, потом — в каменный, затем — в антрацит.

Схема трансформации торфа в уголь различных видов
Схема трансформации торфа в уголь различных видов
Скачать

Если схему трансформации угля перевернуть, можно представить, как расположены угольные слои в разрезе. Но если это всего лишь разновидности одной горной породы, то есть ли разница для ТЭЦ, что сжигать? Конечно, есть.

 

Скачать

Для любого углеродного топлива, в том числе угля, важны такие характеристики, как доля углерода в его составе и количество тепла, которое выделится, когда он сгорит.

Несмотря на то что лучше всего горит каменный уголь, бурый уголь используют на ТЭЦ из-за пониженной зольности. Чем меньше золы образуется при горении угля, тем чище выбросы ТЭЦ в атмосферу
Несмотря на то что лучше всего горит каменный уголь, бурый уголь используют на ТЭЦ из-за пониженной зольности. Чем меньше золы образуется при горении угля, тем чище выбросы ТЭЦ в атмосферу
Скачать


Второй критерий, который определяет, какой уголь сжигать на ТЭЦ, — расстояние от места добычи, шахты или разреза, до ТЭЦ и способ его транспортировки. На все новосибирские ТЭЦ уголь попадает с добывающих предприятий напрямую в вагонах по железнодорожным путям.

Третий критерий — содержание влаги и характеристики угольной пыли. Чем больше влаги, тем больше усилий нужно, чтобы перемолоть уголь в пыль. Особенно в зимний период, потому что такой уголь сильнее смерзается в мороз, чем сухой, и ТЭЦ тратит больше топлива для испарения влаги из него. Характеристики угольной пыли необходимо знать, чтобы понять, не повредит ли она очистительное оборудование в ходе технологического процесса. В целом особенности угля (его марка и пр.) обязательно учитываются при выборе очистительного оборудования для ТЭЦ. И новосибирские тепловые электростанции в данном случае не исключение. 



Скачать


Бурый уголь — самый твердый и самый влажный вид угля. Он содержит 30–40% влаги. Он быстро окисляется и растрескивается на открытом воздухе, при этом теряет свою теплотворную способность. Чтобы предотвратить этот процесс, на ТЭЦ тщательно укатывают угольные кучи на складах, перекрывая доступ воздуха к внутренним слоям угля.

Из-за повышенного содержания кальция в буром угле зола и шлаки, которые образуются в процессе сжигания, формируют прочные отложения. А если продукты распада бурого угля контактируют с водой, то отложения образуются в два раза быстрее. Потому бурый уголь используют на ТЭЦ, где изначально было установлено оборудование для такого угля. В Новосибирске это — ТЭЦ-3 и ТЭЦ-5. На данных станциях дымовые газы от бурого угля очищают без применения воды — с помощью электрофильтров, а поверхности нагрева котлов — при помощи паровых аппаратов обдувки.

Карта месторождений бурого угля
Карта месторождений бурого угля
Скачать


Каменный уголь более мягкий, в нем всего 5–6% влаги, еще в нем меньше кальция, а значит, почти нет отложений внутри котла. При контакте с водой ни шлаки, ни зола, ни взвеси дымовых газов не затвердевают, поэтому для очистки на станциях возможно использовать, например, очистительное оборудование на основе воды, эмульгаторы и скрубберы, а также выводы золы с помощью водных потоков. Такое оборудование установлено на новосибирских ТЭЦ-2 и ТЭЦ-4.

Карта крупнейших месторождений каменного угля
Карта крупнейших месторождений каменного угля
Скачать

Антрацит — заключительный этап формирования угольной породы, поэтому в нем максимально сконцентрированы различные вещества. Несмотря на самую высокую горючесть, он загорается только при температурах +600...+700 °С и имеет большую вязкость. К тому же стоимость антрацита крайне высока: он в сотню раз дороже, чем каменный уголь. Поэтому в качестве топлива для ТЭЦ он практически не используется.

Мы узнали, как формируется уголь, сравнили все стадии этого процесса. Но так и не ответили на вопрос: какой уголь лучше для работы ТЭЦ и экологии города? По нормам федеральных надзорных органов в области энергетики, согласно ГОСТам, на угольных ТЭЦ Сибири разрешено сжигать только определенные сорта каменного и бурого угля. Каждый из которых, кстати, имеет свои плюсы и минусы, они компенсируют друг друга. Поэтому не так важно, какой из разрешенных по ГОСТам вид угля сжигает ТЭЦ. Более значимый фактор, насколько успешно ТЭЦ очищает дымовые газы и обращается с продуктами сжигания угля. Например, электрофильтры, эмульгаторы и скрубберы новосибирских ТЭЦ имеют высокую степень очистки  дымовых газов — от 96,0 до 99,2%. 

Тип контента