Автор: Буданов Виталий Викторович Место и время: Санкт-Петербург, 11.10.2007 г.
Уважаемые коллеги!
Позвольте поприветствовать от имени Агентства "ЯроМакс" всех участников Конференции "Биоэнергетика в России", которая проходит в рамках ежегодного санкт-петербургского Международного Лесного Форума-2007.
В целом без энергетики невозможно существование ни одного производства. При решении проблем энергообеспечения предприятия необходимо найти решение, которое было бы оптимальным и с точки зрения техники, и с точки зрения экологии. Как трудно в настоящее время решать задачи энергообеспечения для предприятия, ни для кого не секрет.
Формирование основной или резервной системы энергообеспечения вновь строящегося и тем более реконструируемого предприятия – ответственная, многогранная и затратная задача. При выборе вариантов энергообеспечения, с одной стороны, на чашу весов кладется стоимость строительства энергоснабжающих тепловых и электрических сетей и тарифы на энергоносители, а с другой стороны – стоимость строительства собственного источника энергоснабжения и эксплуатационные затраты на производство собственной энергии. В настоящее время на примере известного предприятия в центральном регионе стоимость централизованной поставки пара достигла 1000 руб. за 1 Гкал/ч, а электроэнергии 170 коп. за 1 кВтч и имеющиеся прогнозы на дальнейшую перспективу предполагают только дальнейший значительный рост стоимости энергоресурсов. Кроме того дефицит электроэнергии в энергосистемах и ограничения в электрических сетях приводят к тому, что во многих регионах России крайне тяжело получить разрешение на присоединение к электрической мощности. Стоимость выполнения условий на присоединение стала соизмерима со стоимостью строительства собственного источника энергоснабжения.
В этих условиях особую значимость приобретает задача по снижению затрат на энергообеспечение.
Когенерация представляет собой комбинированный процесс производства одновременно тепловой и электрической энергии с применением единой установки. Когенерационные установки имеют эффективность использования топлива на 30-40% выше, чем оборудование, вырабатывающее только электроэнергию или только тепло.
Применение современных технологий в малой энергетике, где под малой энергетикой мы понимаем объекты генерации единичной электрической мощности до 15-20 МВт, позволяет решать задачу надежного и эффективного энергоснабжения предприятий деревоперерабатывающей отрасли. Требования к электроснабжению предприятия формулируются довольно просто: надежность, бесперебойность и экономичность. И для многих становится ясно, что на сегодня оптимальный способ получить продукт высшего качества (в данном случае тепло и электроэнергию) – произвести его самому.
В настоящее время различными фирмами предлагается большее разнообразие когенерационных энергетических установок, использующих различные виды топлива и конструкции установок по выработке электроэнергии. Это могут быть:
Одним из важнейших факторов, определяющих экономическую эффективность от использования когенерационных установок, является стоимость топлива. Если следовать этой логике, то необходимо стремиться к использованию топлива с минимальной, а ещё лучше с нулевой или даже минусовой стоимостью. В этом смысле термическая утилизация безвозвратных отходов при одновременном обеспечении собственного производства технологическим теплом и электроэнергией создает главную предпосылку для экономичного, рационального и выгодного решения.
Использование в качестве топлива отходов деревоперерабатывающих производств позволяет получать электроэнергию и тепло в 1,2-2,0 дешевле, чем покупка его у централизованных генерирующих компаний, что особенно актуально при сегодняшних стремительно растущих ценах на энергоносители. Так, за последнее время цены на газ поднялись до 3000 руб. за 1000 куб.м, мазут до 7000 руб. за тонну, а в некоторых регионах еще и выше. Одновременно значительно возросла стоимость централизованной утилизации мусора. Так, в отдельных регионах вывоз древесных отходов обходится промышленным предприятиям до 1000 руб. за 1 куб.м. По этой причине использование промышленных отходов, прежде всего безвозвратных отходов производства, в качестве топлива имеет очень привлекательный потенциал.
У целлюлозно-бумажных и деревообрабатывающих предприятий появляется уникальная возможность не только сэкономить на вывозе безвозвратных отходов производства и внести лепту в дело защиты окружающей среды от загрязнения, но и обеспечить энергопотребление полностью за счет собственных, условно бесплатных энергетических ресурсов.
В отношении выделения СО2 древесина в отличие от ископаемых видов топлива (природного газа, продуктов нефтепереработки, угля и др.) является нейтральным топливом. Это означает, что при ее сжигании в атмосферу выделяется только такое количество углекислого газа, которое было поглощено из нее растущим деревом в процессе фотосинтеза. С этой точки зрения использование древесного топлива в качестве источника энергии является более предпочтительным. Безвозвратные отходы производства, образующиеся на целлюлозно-бумажных предприятиях, также поддаются термической утилизации. Так, продукты вспенивания и скоп обычно сжигаются на механической колосниковой решетке, а шламы - во взвешенном состоянии путем впрыскивания их в топку. При этом речь идет о попутной утилизации шламов, т.к. в общем количестве топлива допускается только ограниченное содержание этого вида отходов. Прочие безвозвратные отходы производства можно также сжигать на колосниковой решетке. Но оптимальным является всё-таки их сжигание во взвешенном состоянии путем вдувания в топку через отдельные форсунки.
Однако, следует учитывать ряд особенностей термической утилизации безвозвратных древесных отходов производства, прежде всего проблематичность их сжигания. Проблема заключается в низком качестве этого топлива, что связано с его некондиционностью и повышенным содержанием шлакообразующих компонентов. В таком топливе могут постоянно меняться содержание воды и появляться всевозможные примеси (как механические, так и химические). Кроме того, при проектировании энергетической установки необходимо учитывать и экологические аспекты.
Топки, оборудованные полностью обмурованной камерой дожигания, способны обеспечить минимальный выброс СО даже при сжигании самых влажных видов топлива (с содержанием воды до 65%).
Самым простым и экономически выгодным способом термической утилизации древесных отходов является их сжигание в механических колосниковых топках соответствующей конструкции. Современные топки оснащаются переталкивающими колосниковыми решётками с переменным секционным приводом. Топка должна обеспечивать высокую шуровочную способность и возможность настройки на различные режимы работы котла. Это может быть достигнуто, например, за счёт ступенчатого секционного расположения и движения колосников с гидравлическим приводом колосниковых полотен. Для сжигания мелкой и сухой фракции с большим содержанием летучих частиц применяются топки с беспровальными механическими решетками специальной конструкции.
Экономичный расход топлива достигается путем максимального дожигания углерода, содержащегося в древесине, а также за счет рекуперации тепла отработавших газов с применением специальных воздухоподогревателей и экономайзеров, например стальных пластинчатых теплообменников с ребристыми поверхностями нагрева или трубчатых теплообменников со стеклянным трубами для работы с температурами ниже точки кислотной росы.
Применение энергетических установок, использующих в качестве топлива различные биомассы, с паровыми котлами-утилиза-торами позволяет получать перегретый пар с максимальными параметрами, эффективно вырабатывать электрическую энергию и использовать отработанный пар после паровой турбины для теплоснабжения предприятия с наивысшим КПД.
В заключении еще раз подчеркнем, что технология выработки тепловой и электрической энергии путем термической утилизации отходов (особенно безвозвратных отходов производства) позволяет не только существенно увеличить экономическую эффективность работы предприятия, но и повысить надежность и качество его системы энергообеспечения, а также снизить экологическую нагрузку. Такой подход вполне соответствует современным условиям.
Благодарим за внимание.
Буданов В.В. ООО Агентство "ЯроМакс"