Для обеспечения потребности народного хозяйства России в тепловой и электрической энергии в стране создана мощная система централизованного тепло- и энергоснабжения потребителей, ориентированная в основном на использование традиционного органического топлива (угля, нефтепродуктов и природного газа). В последние десятилетия в топливно-энергетическом балансе страны подавляющая доля (более 70%) принадлежит природному газу и мазуту. Однако в связи со значительной выработкой основных месторождений и истощением запасов нефти и газа, постоянным ростом цен на нефть и газ как на мировом, так и на внутреннем рынке, роль твердого топлива в топливно-энергетическом балансе страны возрастает. Мировые запасы угля, составляющие более триллиона тонн, почти в пять раз превышают запасы нефти и природного газа. Запасов угля хватит не менее чем на 300 лет. Россия обеспечена им в среднем на 800 лет, но вместе с тем запасы нефти и газа, при сложившемся объеме их добычи, в ближайшем столетии будут исчерпаны. Таким образом, в обозримом будущем альтернативы перехода к расширению потребления угля в качестве топлива при производстве энергии нет.
Перевод тепловых электростанций (ТЭС) и промышленных котельных с газомазутного топлива на уголь с организацией его пылевидного сжигания в топках котлов весьма сложен. Такая работа сопряжена с большими капиталовложениями и длительной остановкой котлов электростанций и котельных на реконструкцию. Кроме того, сжигание угля в пылевидном состоянии существенно ухудшает экологическую обстановку в районе его использования.
Для улавливания вредных веществ, выбрасываемых с продуктами сгорания угля («летучая зола», оксиды серы и азота, монооксид углерода и др.), требуется применение весьма дорогостоящего оборудования, существенно увеличивающего себестоимость вырабатываемой энергии.
Одним из решений возникшей проблемы в энергетике является перевод ТЭС на новое конкурентоспособное экологически чистое углеаэрозольное топливо (УAT), созданное российскими исследователями. По своим теплотехническим свойствам оно существенно отличается от характеристик горения исходного угля, что также способствует снижению образования вредных веществ в продуктах сгорания.
Важными отличительными особенностями горения потока частиц УАТ являются их воспламенение и горение до завершения процесса испарения влаги из объема частиц, что существенно интенсифицирует процесс горения. Процесс горения частиц УАТ, образуемых при его распылении в топочном объеме, протекает, как правило, в диффузионном режиме, что позволяет вести его с очень малыми избытками воздуха (5-7 %), т. е. процесс аналогичен горению мазута.
Интенсивность диффузионного режима горения топлива слабо зависит от температуры процесса, что позволяет обеспечить высокую скорость выгорания частицы УАТ даже при относительно низких температурах горения. Процесс горения распыленного УАТ отличается высокими скоростями горения на начальных стадиях процесса и короткой фазой горения топлива в целом. Полнота выгорания топлива составляет 98,5-99,7 % при абсолютно полном сжигании ультратонких частиц угля.
УАТ является экологически чистым топливом не только из-за резкого снижения вредных выбросов с продуктами его сгорания в атмосферу, но и из-за возможности обеспечения экологической чистоты при его приготовлении, хранении и транспортировке. Более того, остающаяся в результате обогащения твердая часть минералов может использоваться в качестве как наполнителя в производстве строительных изделий.
Основная задача получения дешевого и качественного нового угольного топлива с высокими энергетическими свойствами, обладающего экологической чистотой, решается за счет супертонкого сухого измельчения угля (менее 20 мкм), его максимальной сухой очистки от минеральной зольной составляющей и оптимального увлажнения. Реакционная способность угля зависит не только от таких характеристик, как выход летучих, содержание водорода и кислорода, пластичность и способность к пиролизу, но и от величины поверхности частиц. При одной и той же массе ультратонких частиц уголь обладает на порядок большей поверхностью, чем обычная угольная пыль, и содержит на два порядка больше частиц.
Преимущества внедрения на угольных ТЭЦ России нового оборудования по топливоприготовлению состоят в возможности обеспечения значительного сокращения затрат на непосредственно топливоприготовление и утилизацию отходов угольных ТЭЦ, а также в возможности проведения технического переоборудования и замены физически и морально устаревшего оборудования по помолу угля на новое, высокоэффективное оборудование супертонкого помола.
Внедрение УАТ в энергетику России позволит успешно заменить дорогостоящие газ и мазут, являющиеся высоколиквидным экспортным продуктом, на уголь, что значительно повысит энергоэффективность всей российской экономики.
Перевод энергетического комплекса России, включающего в себя сотни крупных ТЭЦ и десятки тысяч небольших котельных, на новое высокоэффективное и экологически чистое углеаэрозольное топливо обеспечит решение ряда задач, сформулированных в Федеральной целевой программе «Энергоэффективная экономика» на 2002-2005 годы и на период до 2010 года, предусматривающей снижение энергоемкости ВВП России на 13 % до 2005 года и на 26 % - к 2010 году.
Поможем написать любую работу на аналогичную тему