Внедрение технологии использования биологического топлива на теплоэнергетических предприятиях.

Россия, в частности Северо-Запад ее европейской части, богата лесами. Энергетические потребности расположенных там небольших городов и поселков сравнительно невелики и заключаются, главным образом, в отоплении и горячем водоснабжении. Источниками тепла являются по большей части мелкие котельные, работающие на привозном угле или мазуте. Их технический уровень, экономичность и экологические показатели не соответствуют современным представлениям. Во многих случаях значительно лучшим решением было бы использование в котельных имеющегося поблизости древесного топлива, относящегося к возобновляемому источнику биотоплива. По экономическим причинам и вследствие состояния окружающей среды количество энергии, получаемой от использования биологического топлива в западной Европе, увеличивается. Северо-Западная часть России имеет слабые традиции использования биотоплива в производстве тепловой энергии. Годовое производство составляет в настоящее время приблизительно 120 000 м3, что соответствует всего лишь 17% от общего объёма. Однако в Мурманской области имеются огромные неиспользованные ресурсы биотоплива. Возрастающие цены на нефть и неисследованный потенциал уже привели к росту интереса к процессу использования биотоплива. Увеличение объема потребления биологического топлива сыграет важную роль в развитии структуры энергоснабжения региона. Проекты по использованию биотоплива в посёлке Верхнетуломский могут стать важными демонстрационными проектами, способствующими увеличению объёмов использования биотоплива в регионе. В посёлке Верхнетуломский, расположенном в 70 километрах от Мурманска на Кольском полуострове, имеется лесопильный завод, принадлежащий Акционерной компании "НОРУ ПРИРОДА". Этот завод обладает большими объёмами древесных отходов производства, размещаемых в местных хранилищах. На сегодняшний день существующая котельная обеспечивает отопление и централизованное горячее водоснабжение жилых зданий, объектов социального и культурно-бытового назначения посёлка с населением приблизительно 3 000 человек. В котельной установлено три паровых котла типа ДКВР-4\13, использующих в качестве топлива привозной мазут, который завозится мазутовозами со склада для хранения мазута, расположенного на территории теплоцентрали "Северная" в г. Мурманске. Цены на нефтепродукты высокие и топливные затраты в экономическом плане являются тяжкой ношей для Государственного областного унитарного теплоэнергетического предприятия (ГОУТП) "ТЕКОС", в ведении которого находится отопительная котельная посёлка, и Администрации Мурманской области. За счёт строительства котельной, работающей на биотопливе, произойдёт замена в потреблении нефтепродуктов и найдут решение практические проблемы охраны окружающей среды, связанные с размещением и утилизацией древесных отходов. Имелись два проекта использования древесных отходов в посёлке Верхнетуломский: Проект 1: Установка котельной, работающей на биотопливе, на лесопильном заводе с целью теплоснабжения для сушки переработанной древесины и отопления здания завода. Проект 2: Установка котельной, работающей на биотопливе, для поставки тепла в централизованную отопительную систему в посёлок Верхнетуломский. В настоящее время заканчиваются монтажно-наладочные работы с оборудованием котельной, построенной по второму проекту. При реализации проекта предусмотрено подключение оборудования котельной для сжигания древесных отходов по сетевой воде в существующую технологическую схему котельной с выводом в резерв двух котлов и подогревателей сетевой воды. Горячее водоснабжение посёлка и собственные нужды котельной будут обеспечиваться мазутным котлом. Оборудование для сжигания древесных отходов мощностью 4,5 МВт было приобретено ГОУТП "ТЕКОС" в Швеции и доставлено в пос. Верхнетуломский в 1999г. Древесные отходы, используемые как топливо, доставляются на котельную автотранспортом и ссыпаются в бункер опилок. На дне бункера находятся толкатели, которые ворошат опилки и продвигают их к шнекам бункера. Привод этих толкателей - гидравлический. Шнеки отбирают необходимое количество топлива и подают его в систему дымоходов для предварительной сушки дымовыми газами. После прохождения топлива по дымоходу производиться его отделение от газов в циклоне и передача на транспортные шнеки. Топливо через дозаторы поступает в камеру сгорания по двум шнекам подачи, которые вращаются постоянно. Уровень топлива в камере сгорания держится постоянным посредством радиоактивных измерителей уровня и управления дозаторами подачи. Воздух в камеру сгорания подается от двух вентиляторов: первичного - в нижнюю часть и вторичного в верхнюю часть. Регулирование производительности котла производится управлением шиберов вентиляторов. Дымовые газы из камеры сгорания поступают в жаротрубный водогрейный котел. Котел имеет 3 хода газов. Котел оборудован системой обдува трубок от сажи. На выходе из котла установлен регулятор разряжения в топке "Калле". Этот регулятор также распределяет дымовые газы в дымовую трубу и систему сушки топлива. Дымосос установлен на участке дымохода после циклонов. Зола из нижней части камеры сгорания удаляется с помощью скребков с гидроприводом и 3 последовательных шнеков. Котел оборудован системой аварийного останова при потери воды в трубопроводе на выходе из котла, системой спринклеров заливающей водой участки системы сушки при аварийном повышении температуры на этих участках, а также системами автоматического контроля и управления технологическим процессом. Ввод в эксплуатацию котельного оборудования, работающего на биотопливе, планируется к началу отопительного сезона 2000-2001 годов. Данный проект является первым и демонстрационным, показывающим возможности использования в Мурманской области альтернативных и экологически безопасных источников энергии. В настоящее время одной из главных проблем в области совершенствования технологий сжигания топлива теплоэнергетическими предприятиями является необходимость одновременного решения сложных и часто взаимоисключающих задач повышения экономичности его сжигания и уменьшения выбросов загрязняющих веществ в атмосферу. В современной научно-технической терминологии одновременное решение этих задач формулируется как энергоэкологическая оптимизация сжигания топлива. В этой связи, ввод в эксплуатацию данного проекта позволит: Снизить расход мазута на 2000 тонн, тем самым сэкономить денежные средства на приобретение и доставку топлива. Снизить выбросы загрязняющих веществ в атмосферу: диоксида серы - на 180 т\год, золы мазутной - на 1 т\год, двуокиси азота - на 4 т\год, бенз(а)пирена - на 0,00082 т\год. Использование биологического топлива вместо нефтяного окажет позитивное влияние на окружающую среду в трёх аспектах: Исключение необходимости в размещении древесных отходов и, как следствие, снижение уровня загрязнения воды и решение других проблем охраны окружающей среды, связанных с хранением древесных отходов. Улучшение качества воздуха, достигаемое путём снижения использования жидкого топлива. Исключение выбросов парниковых газов СО2, вследствие сжигания жидкого топлива и СН4 в результате распада органических веществ в хранилищах. Максимально сократить закисление почвы и воды, а также выделение в окружающую среду метана, являющегося продуктом гниения древесины. Стимулировать строительство подобных объектов в других районах области, что в значительной мере способствует улучшению экологической обстановки в регионе. Общая стоимость проекта составляет 11,4 млн. руб., из них стоимость оборудования - 4,2 млн. руб. Финансирование данного проекта осуществляется из собственных средств Государственного областного унитарного теплоэнергетического предприятия "ТЕКОС". Срок окупаемости проекта 4 - 4,5 года. МГТУ конференция "Наука и образование - 2002",

Прохоренков А.М., Глухих В.Г. (Электромеханический факультет, каф. СА и ВТ, МГТУ) Сабуров И.В.(ГОУТП "ТЕКОС")