Современное состояние топливно-энергетического комплекса Узбекистана характеризуется высокой долей использования природного газа и незначительной — других ресурсов — мазута, угля, местных видов углеводородных топлив. Альтернативная энергетика в ближайшей перспективе также не будет играть определяющую роль в обеспечении населения и промышленных предприятий тепловой и электрической энергией. Основной энергетической базой по-прежнему остаются тепловые электростанции и котельные. Использование природного газа при функционировании промышленных теплоэнергетических систем в процессах, имеющих КПД 30–40 %, не может быть признано рациональным, тем более что его запасы на порядок меньше, чем запасы твердых топлив — каменных и бурых углей, торфа, сланцев, природных битумов.
Поэтому актуальной для отечественной энергетики является переориентация на преимущественное использование твердых топлив и постепенный отход от газовой зависимости.
Необходимость таких решений связана и с ценовой политикой в области энергоносителей. Учитывая высокие экспортные потребности в природном газе, трудно рассчитывать, что внутри страны газ будет по-прежнему продаваться ниже себестоимости его добычи и транспортировки. Предполагается, что произойдет увеличение внутренних цен на газ до уровня общемировых. Это положение является стимулом к внедрению технологий использования твердых топлив. Для энергетики Узбекистана движение в этом направлении начато с перевода существующих угольных станций, долгое время работавших на газе, на проектное топливо — бурый уголь. Этот процесс в настоящее время носит во многом стихийный характер, при котором учитываются далеко не все возможности модернизации систем подготовки топлива с учетом современных научно-технических разработок, наиболее радикальными из которых можно считать внедрение процессов термохимической переработки твердого топлива — пиролиз и газификацию в традиционную схему подготовки твердого топлива. Однако при рассмотрении всех возможных вариантов модернизации системы можно впасть в другую крайность — выбор наиболее оптимального варианта затрудняется, поскольку отсутствует критерий сравнения.
В связи с вышеизложенным возникла необходимость создания инструмента, позволяющего выбрать оптимальную систему подготовки топлива, исходя из свойств самого топлива и параметров основного энергегенерирующего оборудования.
Одним из важнейших факторов, влияющих на выбор системы подготовки топлива, в частности угля, является то, что поставки его, как правило, долгосрочны, и большие вложения в реконструкцию или модернизацию системы подготовки могут окупиться в результате покупки более дешевого топлива.
Поэтому задачей настоящего исследования является создание комплексной методики определения эффективности систем подготовки твердого топлива для сжигания в топках котельных агрегатов, а также моделирования на ее основе прогноза развития промышленных теплоэнергетических систем на базе использования твердого топлива. При этом должны учитываться такие основные факторы как, цена и марка топлива, стоимость и дальность его доставки, капитальные и эксплуатационные затраты на основное оборудование тепловых электростанций и котельных и системы подготовки твердого топлива, эффективность их работы при использовании конкретного вида топлива.
Комплексная методика определения термодинамической эффективности систем подготовки твердого топлива должна базироваться на результатах теплового, аэродинамического расчета, а также затрат электроэнергии на привод механизмов.
Рост доли использования угля должен обеспечиваться не только соответствующей ценовой политикой, но и готовностью соответствующих технологий. В первую очередь это касается мощных тепловых электростанций, которые изначально проектировались как угольные, но впоследствии были переориентированы на газообразное топливо. Эти объекты могут быть переведены на использование угля с наименьшими затратами, так как уже обладают системами топливоподачи и оборудованием для сушки и измельчения топлива. Тщательной проработки требует только изменение сорта используемого твердого топлива в связи с ухудшением его характеристик или заменой. Существенная реконструкция системы подготовки твердого топлива, связанная с внедрением более «чистых» угольных технологий, таких как пиролиз, газификация угля, использование водоугольных суспензий, является более затратной, но может принести более ощутимый экологический и экономический эффект. Актуальным является переоборудование на использование угля промышленных котельных, подготовка топлива для которых может осуществляться централизованно (брикетирование, гранулирование, приготовление водоугольных суспензий).
Связанные с использование твердых топлив экологические ограничения решаются путем предварительной термической и термохимической переработки. Это процессы пиролиза и газификации. Внедрение таких технологий непосредственно в процесс производства тепловой и электрической энергии связано с необходимостью проработки не только фундаментальных вопросов проведения самих процессов, но и с формированием нормативной и проектной документации.
Выбор типа и системы подготовки твердого топлива энергетического объекта в условиях реконструкции и модернизации основного и вспомогательного оборудования является многокритериальной задачей. В качестве наиболее важных можно выделить два критерия — качественные характеристики используемого твердого топлива и установленное на тепловой электростанции или котельной основное энергогенерирующее оборудование. Внедрение современных парогазовых установок (ПГУ), без которых уже трудно представить отечественную энергетику, еще больше осложняет проблему выбора и усовершенствования систем подготовки твердого топлива, комплектация которых учитывает характеристики поставляемого топлива непосредственно влияющие на его стоимость. Как известно, топливная составляющая при производстве энергии достигает 70 % и является основой оценки себестоимости тепловой и электрической энергии.
Выводы:
В работе обоснованы теоретические положения, совокупность которых можно квалифицировать как решение научно-технической проблемы по созданию и обоснованию комплексной методики оценки эффективности систем подготовки твердого топлива на тепловых электростанциях и котельных. Позволяющей осуществить прогнозирование изменения себестоимости производимой теплоэнергетической системой электроэнергии при увеличении доли твердого топлива в топливно-энергетическом балансе.
Литература:
- Новая генерация: «вторая угольная волна», рынок газа и реформа теплоэнергетики. М.: Аналитический центр «Эксперт», 2006.
- Андрющенко А. И., Дубинин А. Б., Ларин Е. А. О показателях экономической эффективности энергетических объектов // Известия ВУЗов. Энергетика. 1990. № 7.
- www.climate-action.kz
