Мокрый, сухой или электрический — какой способ очистки дыма лучше?

На ТЭЦ и ГРЭС Сибирской генерирующей компании используется разное оборудование для очистки дымовых газов: циклонные уловители, рукавные или электрические фильтры, а также устройства для мокрой газоочистки — скрубберы и эмульгаторы. Разбираемся, как они работают и чем отличаются друг от друга.
Каждый котлоагрегат каждой тепловой электростанции СГК оснащен системой очистки исходящих дымовых газов. Вопреки распространенному мнению, фильтрующие устройства располагаются не в дымовых трубах, а на выходе из котла — в газоходы и трубы попадает уже очищенный дым.

Ни один энергоблок не будет работать без газоочистки, а самые мощные из них могут быть снабжены сразу несколькими улавливающими дым устройствами. Например, на некоторых котлоагрегатах Беловской ГРЭС установлено сразу по 10 скрубберов.

Скачать


Какое именно используется оборудование, зависит от разных факторов: проектного топлива, на котором работают котлы, конструкции самих агрегатов, компоновки станции и… веяний времени. Когда строится новый энергоблок или станция переживает большую модернизацию, инженеры ищут наилучшие доступные технические решения, которые позволят снизить влияние предприятия на окружающую среду. Например, сейчас на Красноярской ТЭЦ-1 идет большая экологическая модернизация с заменой газоочистного оборудования.

Притягательный заряд

Самые распространенные газоочистные устройства на ТЭЦ и ГРЭС Сибирской генерирующей компании — электрические фильтры. Они используются на 13 тепловых электростанциях СГК.

У электрофильтра много преимуществ — сравнительная простота и невысокая стоимость эксплуатации в сочетании с высокой эффективностью улавливания твердых частиц из дымовых газов. Электрофильтры, созданные в СССР, работают с эффективностью не менее 98%, а современные — свыше 99%.


  • Новосибирские ТЭЦ-3, ТЭЦ-4, ТЭЦ-5,
  • Кемеровская ГРЭС,
  • Барнаульская ТЭЦ-3,
  • Бийская ТЭЦ,
  • Абаканская ТЭЦ,
  • Минусинская ТЭЦ,
  • Красноярские ТЭЦ-1, ТЭЦ-2, ТЭЦ-3,
  • Назаровская ГРЭС,
  • Рефтинская ГРЭС.
 

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.


Водяная завеса

Скрубберы и эмульгаторы — это аппараты для так называемого мокрого способа очистки. Этот тип газоочистки больше распространен на станциях, работающих на каменном угле. На сибирских станциях с бурым углем влажные способы очистки редко применяют из-за высокого содержания кальция в золе, который быстро засоряет форсунки аппарата и снижает его эффективность.

  • Беловская ГРЭC,
  • Томь-Усинская ГРЭС,
  • Новосибирские ТЭЦ-2 и ТЭЦ-4,
  • Барнаульская ТЭЦ-2,
  • Бийская ТЭЦ,
  • Приморская ГРЭС,
  • Кузнецкая ТЭЦ,
  • Ново-Кемеровская ТЭЦ,
  • Кемеровская ТЭЦ.




Мокрый золоуловитель — скруббер работает так: дымовые газы на входе в устройство орошаются водой. Частицы золы оседают внутри капель, затем пылеводяная взвесь закручивается и прижимается к стенкам устройства центробежной силой. Загрязненная жидкость стекает вниз по стенкам и смывается со специальной решетки-каплеуловителя, а очищенный газ идет наверх.

Более совершенная версия этого устройства — скруббер с трубой Вентури, которая сначала ускоряет пылеводяной поток, а потом замедляет его, повышая эффективность слипания водяных капель и частиц золы. Большинство скрубберов на станциях СГК работают именно по такой технологии: например, такими аппаратами оснащена Приморская ГРЭС.


Эмульгатор отличается от скруббера начинкой: внизу располагается раскручиватель, а наверху — завихритель, по которому стекает вода, образуя тонкую пленку. Внутри аппарата вода смешивается с дымовыми газами, образуя эмульсионный слой. Такие аппараты используются на новосибирских ТЭЦ-2 и ТЭЦ-4.

Эффективность скрубберов Вентури, как правило, не ниже 98%, а эмульгаторов может достигать более 99%


Сухой торнадо

Циклонные уловители также работают по принципу центробежной силы: воздушный поток в них разгоняется и закручивается, а частицы золы ссыпаются по стенкам в бункер. Для того чтобы циклоны лучше справлялись со своими обязанностями, их объединяют вместе — и получается батарейный циклонный уловитель (БЦУ). Эффективность БЦУ по улавливанию твердых частиц пыли может достигать 95%.




  • Барабинская ТЭЦ,
  • Назаровская ГРЭС,
  • Минусинская ТЭЦ,
  • Красноярские ТЭЦ-1 и ГРЭС-2,
  • Канская ТЭЦ,
  • Кызылская ТЭЦ.
 

На разных котлах могут быть разные газоочистные устройства, и в СГК почти не осталось станций, где для очистки выбросов использовались бы только циклоны. Одно из таких исключений — недавно присоединенная Красноярская ГРЭС-2, расположенная в Зеленогорске. Сейчас действующие на станции батарейные циклоны постепенно заменяют новыми, более эффективными.

Гигантский пылесос

Единственная станция СГК, где применяются тканевые, или рукавные фильтры — это Рефтинская ГРЭС. На этой станции используется экибастузский каменный уголь с высокой зольностью. Поэтому подход к газоочистке тут требуется особый. Большая часть котлов на Рефте оборудована электрофильтрами.

Но три из них прогоняют свой дым через рукавный фильтр. Он работает по принципу, схожему с домашним пылесосом с мешком. Дым проходит через множество рукавов из плотного материала, твердые частицы оседают на их поверхности, а очищенный газ поступает в газоход. Затем рукава продуваются в обратном направлении, и пойманная зола ссыпается в бункер. Эффективность работы рукавного фильтра — до 99,9%.


Для наилучшего результата рукава нужно менять не реже чем раз в пять лет, это довольно сложное и дорогостоящее мероприятие. Возможно, поэтому рукавные фильтры пока не получили такого широкого распространения, как электрические. Но технологии не стоят на месте, материалы, из которых производят рукава, постоянно совершенствуются.


Итак, чтобы понять какой способ очистки лучше, нужно взвесить все за и против и подобрать оптимальный вариант для каждой тепловой электростанции.