книги из ГПНТБ / Энергетическое использование фрезерного торфа
..pdfЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ФРЕЗЕРНОГО ТОРФА
ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ФРЕЗЕРНОГО ТОРФА
Э
«Э Н Е Р Г И Я»
МОСКВА 1974
6П2.22
Э 65 УДК 621.311.22:662.641
Авторы: В. М. Попов, А. М. Шабаров, А. И. Гущин, И. /1. Базов
Э 65 |
Энергетическое |
использование |
фрезерного торфа. |
|
М., «Энергия», 1974. |
|
|||
|
304 с. с ил. |
|
|
|
|
На обороте тит. л. авт.: В. М. Попов, А. М. Шабаров, |
|||
|
А. И. Гущин, И. А. Базов. |
|
||
|
В книге приводятся сведения о физико-химических свойствах тор |
|||
|
фа как топлива, кратко рассматриваются различные системы торфо- |
|||
|
подач, применяемых |
на электростанциях, |
подробно освещены вопро |
|
|
сы организации сжигания фрезторфа, влияния влажности и зольности |
|||
|
торфа на |
процессы |
горения, отложения золы, коррозии и эрозии по |
|
|
верхностей |
нагрева. |
|
|
|
В книге приводятся некоторые данные по вновь сооружаемым |
|||
|
котлоагрегатам большой мощности на электростанциях, использующих |
|||
|
фрезерный |
торф. |
|
|
|
■Книга предназначена для работников, занятых эксплуатацией н |
|||
|
проектированием топочных устройств для сжигания фрезерного торфа. |
|||
|
|
|
|
6П2.22 |
© Издательство «Энергия», 1974 г.
ПР Е Д И С Л О В И Е
Внастоящее время топливно»эдергетический ба ланс как в Советском Союзе, так и за рубежом1пре терпевает резкое изменение. Если ранее" основными топливами являлись угли, сланец, торф, то в послед нее время доля использования природного газа и жидкого топлива уже превышает долю использова ния твердых горючих ископаемых.
Широкое развитие нефтяной и газовой промыш ленности в нашей стране не исключает проблему развития угольной и сланцево-торфяной промыш ленности. При всех преимуществах природного газа и нефти не представляется возможным ориентиро вать все топлнвопотребляющие отрасли только на эти виды топлива. Производство некоторых видов продукции возможно при использовании только твердого вида топлива (например, производство кок са, монтан-воска, брикетов и коксобрикетов и пр.). Для отдельных районов страны даже такие много балластные топлива, как торф, сланец и бурые угли, используемые на более высоком техническом уров не, являются рентабельными местными топливами, способными конкурировать с лучшими марками углей, а в некоторых случаях с природным газом и нефтью.
Наконец такие высококвалифицированные то плива, каковыми являются нефть и природный газ, целесообразно использовать в первую очередь для коммунально-бытовых предприятий, в качестве сырья для производства продукции химии и в не
3
которых промышленных топлшюиспользующих установках. Именно в этих случаях использование природного газа и нефти дает наибольший технико экономический эффект.
Вместе с тем сжигание местных топлив вместо более качественных дальнепривозных углей в ряде случаев оказывается рентабельнее в связи с мень шими расходами на транспорт и перегрузку. Добы ча местных топлив приводит к оживлению и рас ширению промышленности районов, удаленных от основных месторождений топлива в стране. Потреб ление указанных топлив в возможно больших коли чествах выдвигает задачу дальнейшего, более углубленного изучения их характеристик и рацио нальных методов использования.
В настоящей работе приведены материалы и данные, полученные при исследовании рассматри ваемых топлив в течение 20 лет во Всесоюзном те плотехническом институте им. Ф. Э. Дзержинского и в институте горючих ископаемых АН СССР,
атакже сведения, полученные другими авторами. Материал книги между авторами распределен
следующим образом: В. М. Поповым написаны вве дение, заключение, гл. 1, 2, 4, '5, 6, 8 и § 3-і8, сов местно с А. М. Шабаровым § 7-1; А. М. Шабаро-
вым — гл. 3, § 7-2, 7-3; А. И. Гущиным— § 7-5;
И. А. Базовым — § 7-4.
В В Е Д Е Н И Е
Торф относится к местным видам топлива и широко применяется в качестве топлива в энергетических уста новках, расположенных вблизи торфяных месторождений.
По добыче и использованию торфа в энергетических установках наша страна занимает первое место в мире.
В дореволюционной России торф как энергетическое топливо использовался незначительно: низкий уровень техники добычи, неприспособленность топочного оборудо вания для сжигания торфа и отсутствие исследователь ских работ по изучению его свойств тормозили развитие торфяной промышленности. До Великой Октябрьской социалистической революции только одна небольшая: электростанция, сооруженная в 1914 году, работала на торфе — станция «Электропередача» (ныне ГРЭС нм. Классона).
Вскоре после Великой Октябрьской социалистической революции В. И. Ленин указывал на необходимость раз вития торфяной промышленности, строительства электро станций, работающих на торфяном топливе, связывая проблему разработки и использования торфа с пробле мой электрификации, освоения огромных, неиспользуе мых территорий «бросовых» земель для нужд народного хозяйства. 21 апреля 1918 года В. И. Ленин подписал декреты «О разработке торфяного топлива» и «Главном торфяном комитете», положив этими актами не только начало правильной эксплуатации торфяных богатств в стране, но и придав использованию торфа как топлива государственное значение. И тогда же, несмотря на граж данскую войну и хозяйственную разруху, началось освое ние Шатурских торфяных месторождений.
Планом ГОЭЛРО было предусмотрено строительство ряда электростанций, работающих на торфяном топливе, в том. числе: Шатурской, Ивановской, Горьковской, «Красный Октябрь» (ныне ГРЭС vNb 5 Ленэнерго), Ду бровской ГРЭС (ныне ГРЭС № 8 Ленэнерго). Первенец
5
ленинского плана .электрификации страны — Шатурская электростанция имени В. И. Ульянова-Ленина вступила в действие в 1920 г.
Широкому развитию торфяной промышленности спо собствовали разработка и внедрение эффективных спо собов добычи торфа. Русский инженер-энергетик Р. Э. Классов предложил гидравлический способ добы чи торфа, а затем был разработай и наиболее экономич ный'— фрезерный.
В Советском Союзе основным способом добычи тор фа является фрезерный: фрезерование поверхности тор фяной залежи на глубину 8—20 мм\ естественная сушка нафрезерованного слоя крошки в течение 1—2 дней; уборка верхнего высушенного слоя и его штабелевание. Годовая выработка при этом на 1 чел. в среднем состав ляет 500 т (150—1 150 т в зависимости от метеорологи ческих условий и объема добычи на торфопредприятии). На передовых предприятиях — до 1200—1600 г, тогда как при добыче кускового торфа она составляет лишь 300—500 тв год.
Удельные капитальные затраты при фрезерном спосо бе добычи на 30—40% меньше, чем при кусковом, а себе стоимость торфа и трудоемкость производства в два с лишним раза ниже.
Весьма перспективным является производство грану лированного торфа, особенно из слаборазложившихся торфов, в специальных машинах, чем достигается улуч шение физико-механических свойств торфа и ускоряется процесс его сушки. Плотность и цикловой сбор гранули рованного торфа по сравнению с фрезерным увеличива ются почти в 2 раза; водопоглощающая способность тор фа снижается вдвое.
Пневматический способ уборки фрезерного торфа с получением гранул является прогрессивным в торфяной промышленности. При этом способе полностью исключа ется валкование и сокращается число ворошений в ци кле. Сезонный сбор торфа с единицы площади увеличи вается на 35—50% при одновременном уменьшении тру довых затрат.
В настоящее время в Советском Союзе на торфяном топливе работает более 60 электростанций общей мощ ностью около 5 млн. квг, среди них: Шатурская, Горьков ская, ГРЭС № 5 Ленэнерго, Ивановская, Ярославская, Брянская, Смолевичская, ГРЭС № 8 Ленэнерго, а так
6
же ТЭЦ ряда промышленных предприятий; 27 электро станций находится в РСФСР (3959 тыс. кет), в Бело русской ССР — 11 (750 тыс. кет), в Латвийской ССР—2 (138 тыс. кет), в Литовской ССР — 3 (99,5 тыс. кет).
В приведенной ниже таблице даны характеристики наиболее крупных электростанций
|
Установленная Число |
Число |
Олцнь произ |
|
Электростанция |
водительность |
|||
мощность, |
турбин, |
котлов, |
котельной, |
|
|
тыс. кот |
шт. |
шт. |
т /ч |
Дубровская ГРЭС |
312 |
7 |
8 |
1660 |
Горьковская ГРЭС |
274 |
10 |
14 |
2 040 |
Василевпчская ГРЭС |
322 |
6 |
9 |
1380 |
Кировская ТЭЦ-3 |
208 |
8 |
11 |
1490 |
Шатурская ГРЭС |
732* |
6 |
14 |
2 722 |
Таким образом, максимальная единичная мощность |
||||
существующих |
торфяных |
электростанций |
составляет |
732 тыс. кет с соответствующим расходом торфа 950 т/ч. Более мощных торфяных электростанций мировая прак тика не знает. Удельные расходы топлива на торфяных конденсационных электростанциях составляют около 470—550 г/квт-ч условного топлива (повышенные удельные расходы топлива объясняется наличием на электростанциях старого оборудования). Основные пара
метры торфяных |
электростанций — 30 кгс/см2, 400 °С и |
||
100 кгс/см2, 430°С. Лишь в |
последнее |
время получили |
|
распространение |
котлы для |
торфа типа |
БКЗ-210 на па |
раметры пара 140 кгс/см2 и 570 °С. Мощность одного блока не превышает 50 тыс. кет.
В настоящее время в европейской части СССР создал ся значительный дефицит основных видов топлива, по крывать который приходится завозом топлива из восточ ной части страны. В этих условиях является целесооб разным широкое использование мощных залежей торфа, имеющихся в европейской части СССР, на базе которых в -непосредственной близости от районов потребления торфа можно построить ряд крупных конденсационных электростанций общей мощностью до 8 млн. кет. Может быть, также построен на торфяном топливе ряд крупных ТЭЦ в районах концентрированного теплопотребления.
* С учетом вновь введенной мощности 600 тыс. кет.
7
Благодаря эффективному сжиганию торфа в топках котельных установок себестоимость 1 квт-ч электроэнер гии на крупных торфяных электростанциях в ряде райо нов страны ниже, чем на электростанциях, работающих на донецких и цнтинских углях (при одной и той же мощности электростанций). Наличие значительных зале жей торфа в различных районах страны создает благо приятные условия для развития промышленности этих районов.
В истекшем пятилетии в соответствии с Директивами XXIII съезда КПСС по пятилетнему плану построен и введен в действие ряд электростанций, работающих на торфяном топливе, в том числе: Тюменская ТЭЦ мощ ностью 500 тыс. кет, Могилевская ТЭЦ— 160 тыс. кет, Бобруйская ТЭЦ— 191 тыс. кет. Увеличены мощности Горьковской ГРЭС на 80 тыс. кет, Ивановской ТЭЦ-2 — на 50 тыс. кет и др. *.
В1971—1975 гг. торфяная промышленность получит дальнейшее развитие. Добыча торфа за текущее пятиле тие увеличится на 35—38% и к 1975 г. составит около 120 млн. т. Торф будет добываться в основном фрезер ным способом.
Втекущем пятилетии начато строительство и преду сматривается ввести в действие крупные электростанции, работаюище на торфяном топливе: Шатурскую ГРЭС ** (расширение) мощностью 600 тыс. кет, Смоленскую ГРЭС — 600 тыс. кет, Череповецкую ГРЭС—600 тыс. кет, Псковскую ГРЭС — 600 тыс. кет, Свердловскую ТЭЦ — 600 тыс. кет и ряд других. Значительное развитие полу чит торфяная промышленность Урала, где строятся мощ ные электростанции, работающие на торфе (Свердлов
ская ТЭЦ — 600 тыс. кет, Тавдинская ТЭЦ— 170 тыс. кет).
Особенность сжигания торфа выдвинула необходи мость всестороннего изучения характеристик и свойств торфяного топлива, выполнения многочисленных экспе риментальных работ и создания оригинальных топочных устройств. Большая работа в этом направлении проведе на научно-исследовательскими институтами и организа циями (ВТИ, ЦКТИ, МЭИ, Институтом торфа и др.).
* Доля торфа в общем потреблении топлива электростанциями
СССР составляет около 7%. В 1970 г. выработка электроэнергии на торфяном топливе составила 18,5 млрд, квт-ч.
** В 1972 г. введено в действие 3 блока но 200 тыс. кет,
8
В настоящее время накоплен большой опыт по сжиганшб фрезерного и кускового торфа и разработаны принципы, на которых основывается создание рациональных кон струкций топочных устройств.
Из применяемых в настоящее время топочных устройств для сжигания фрезерного торфа наиболее со вершенной является шахтно-мельничная установка с мо лотковыми мельницами, имеющая ряд преимуществ пе ред другими топочными устройствами. Шахтно-мельнич ная установка имеет хорошие технико-экономические и тепло-технические показатели, выгодно отличается про стотой конструкции и относительной несложностью в обслуживании.
Топка с шахтно-мельничной установкой может быть легко переведена и на другие виды топлива (бурый уголь, сланцы) без существенных конструктивных изме нений, т. е. она отличается универсальностью. Простота конструкции позволяет легко осуществить автоматиза цию. Эта топка получила широкое распространение для различных топлив (угля, сланца, торфа) не только в Со ветском Союзе, но и за рубежом.
В зарубежной литературе разработка этой топки при писывается немецкому инженеру Кремеру, между тем, схема и конструкция ее значительно раньше была пред ложена нашим соотечественником инженером А. Шерш невым.
Несмотря на широкое распространение топка с шахт но-мельничной установкой требует дальнейшей доработ ки, в особенности для сверхмощных котлов, в отношении улучшения ее аэродинамических характеристик, умень шения пульсирующего характера горения, снижения шлакования.
Учитывая, что торф является высокобитумоминозным горючим ископаемым в перспективе его необходимо использовать не только как топливо, но и извлекать из него компоненты, представляющие ценность как сырье для. химической промышленности, в энерготехнологиче ских установках.