Софайнг - Cofiring

Совместное горение - это одновременное горение двух (или более) различных типов материалов. Одним из преимуществ совместного сжигания является то, что существующая установка может использоваться для сжигания нового топлива, которое может быть более дешевым или более экологически чистым. Например, биомасса иногда используется совместно на существующих угольных электростанциях вместо новых. Другим примером является то, что фракции первичного топлива биомассы могут совместно сжигаться с топливом, полученным из отходов, на заводах по производству биомассы, что приводит к экологически безопасному уничтожению фракций отходов и рентабельному производству тепла и энергии. Совместное сжигание также можно использовать для улучшения сжигания топлива с низким содержанием энергии. Например, свалочный газ содержит большое количество негорючего углекислого газа . Если свалочный газ сжигается без удаления углекислого газа, оборудование может не работать должным образом или могут увеличиться выбросы загрязняющих веществ. Совместное сжигание его с природным газом увеличивает теплосодержание топлива и улучшает сгорание и производительность оборудования. До тех пор, пока электричество или тепло, производимые с биомассой и свалочным газом, в противном случае должны были производиться с использованием невозобновляемых видов топлива, выгоды по существу эквивалентны, независимо от того, сжигаются ли они совместно или сжигаются отдельно. Кроме того, совместное сжигание можно использовать для снижения выбросов некоторых загрязняющих веществ . Например, совместное сжигание биомассы с углем приводит к меньшим выбросам серы, чем сжигание самого угля.

Источник

Совместное сжигание (также называемое дополнительным сжиганием или совместным сжиганием) - это сжигание двух разных видов топлива в одной и той же системе сжигания. Топливо может быть твердым , жидким или газообразным, а его источник может быть ископаемым или возобновляемым . Следовательно, использование тяжелого нефтяного топлива для угольных электростанций технически можно рассматривать как совместное сжигание. Однако термин совместное сжигание используется в настоящей технологической структуре для обозначения совместного сжигания двух (или более) видов топлива, поддерживаемого во времени, как нормальной повседневной практики.

Интерес совместного сжигания и использование этого термина возникли в 1980 - х годах в США и Европе, и конкретно упоминается использование отходов твердых остатков (бумага, пластик, растворители, гудронов, и т.д.) или биомассы в угольных электростанций станции, которые были спроектированы только для сжигания угля и пытались из-за наличия этих новых альтернативных видов топлива осуществлять комбинированное сжигание для увеличения прибыли. Этот интерес к совместному сжиганию вырос в последнее десятилетие в основном из-за растущей социальной озабоченности по поводу глобального потепления и выбросов парниковых газов (ПГ) . Последствия этого беспокойства - новая политика в области энергетики и окружающей среды, направленная на сокращение выбросов. Совместное сжигание рассматривается как прекрасная возможность для замены угля (твердого ископаемого топлива ), используемого для производства электроэнергии, возобновляемым топливом (биомассой) с более низкими затратами и прямым сокращением выбросов парниковых газов . В течение последних нескольких десятилетий исследования предоставили очень разнообразные решения для совместного сжигания биомассы на угольных электростанциях с ограниченным влиянием на эффективность, работу и срок службы.

В данном контексте определение совместного сжигания может быть следующим: использование вместе двух (или более) видов топлива, первичное из которых ископаемое, а вторичное из другого источника (возобновляемого или остаточного), в котле, первоначально разработанном для ископаемого топлива , либо с использованием оригинальной системы сгорания или дополнительных устройств.

Типы

Концепция совместной стрельбы довольно проста. Он заключается в использовании двух или более видов топлива в одном устройстве для сжигания. Он применим ко всем типам систем сжигания, традиционно используемых для выработки электроэнергии ( пылевидное топливо , сжигание в псевдоожиженном слое и колосниковое сжигание ). Совместное сжигание в цементных печах - это уже довольно распространенное решение для повышения ценности, в основном, отходов , а также биомассы . Черная металлургия ( доменная печь ) и бытовой сектор (угольные печи ) также являются секторами, в которых может быть реализовано совместное сжигание.

Использование вторичного топлива ( биомассы или отходов ), заменяющего часть исходного ископаемого топлива, может потребовать незначительных изменений в установке или полной модернизации с важными реформами. Модификации будут зависеть от характеристик топлива, исходной технологии сжигания, компоновки завода, а также типа и расположения вспомогательных систем. Процент замененного исходного топлива, также известный как скорость совместного сжигания (выраженная в массе или в энергетической основе), является, кроме того, определяющим параметром, ограничивающим технические решения, применимые для конкретной установки.

Системы совместного сжигания, в соответствии с текущим уровнем развития техники и перспективами на будущее, можно разделить на технологии прямого и непрямого совместного сжигания. Первые относятся к тем системам, в которых сжигание обоих видов топлива происходит в одном топочном устройстве или в одном котле одновременно. Вторичное топливо (биомасса, отходы) может быть либо смешано с углем перед началом сжигания, либо подано отдельным устройством, например специальными горелками для биомассы. Непрямое совместное сжигание, напротив, разделяет сгорание обоих видов твердого топлива, хотя после этого можно смешивать горючие газы .

Системы прямого совместного сжигания биомассы влекут за собой преимущества простоты и экономичности. Однако системы прямого совместного сжигания также более чувствительны к изменениям качества и неоднородности топлива. Кроме того, другие проблемы ограничивают объем вторичного топлива, заменяющего исходное ископаемое топливо. Например, отложение золы ( загрязнение и шлакообразование) и коррозия обычно увеличиваются при использовании биомассы и отходов, заменяющих уголь, что может сократить срок службы различных устройств, контактирующих с газами сгорания, таких как перегреватели , теплообменники , избирательное каталитическое восстановление (SCR) и т. Д. Системы прямого совместного сжигания включают следующие технологические решения:

  • Совместное измельчение (в случае твердого топлива): смешивание первичного (уголь) и вторичного (биомасса или отходы) топлива, комбинированное измельчение (в исходной системе) и впрыск через угольные горелки (или систему подачи)
  • Совместная подача: раздельная обработка первичного и вторичного топлива (измельчение в случае твердого топлива) и включение вторичного топлива в основной поток. В случае твердого топлива смесь поступает после угольной мельницы.
  • Комбинированная горелка: топливо обрабатывается отдельно (измельчается в случае твердого топлива) и транспортируется к горелке, где для первичного топлива используются исходные отверстия, а для вторичного топлива используются новые отверстия или неиспользуемые каналы. В этом случае, хотя подача топлива не связана с физическим смешиванием топлива, стадии сгорания происходят одновременно и с аэродинамикой, аналогичной исходной конструкции.
  • Новые горелки: для топлива используются независимые линии подачи. Первичное топливо использует оригинальную систему впрыска, тогда как вторичное топливо транспортируется к специальным специальным горелкам или входным отверстиям, проникающим в камеру сгорания. Новые горелки (системы впрыска) могут заменить бывшие горелки первичного ископаемого топлива или могут быть установлены в новых местах в камере сгорания. Этот вариант может предполагать использование разных систем сжигания. Например, на электростанции, работающей на пылевидном угле, на дне камеры сгорания может быть установлена ​​колосниковая топочная система, хотя такое решение встречается редко.

Системы непрямого совместного сжигания обычно предполагают более сложные и дорогостоящие решения, но они обычно уменьшают проблемы, связанные с коррозией, засорением, шлакованием и т. Д. Это, априори, допускает более высокие скорости совместного сжигания, чем в системах прямого сжигания, то есть больший процент угля. заменены биомассой или отходами. Кроме того, системы непрямого совместного сжигания в целом лучше подходят для топливных смесей, где вторичное топливо может содержать потенциальные загрязнители, такие как тяжелые металлы или другие опасные неорганические соединения.

Ниже перечислены основные системы совместного ведения непрямого огня:

  • Раздельное сжигание: сжигание вторичного топлива в отдельном котле или системе и ввод дымовых газов после радиационной секции исходного котла.
  • Спаренная установка: раздельное сжигание в новом котле, специально спроектированном и построенном для сжигания вторичного топлива. Оригинальная и новая системы соединяют свои контуры теплоносителя. Дымовые газы не смешиваются, выхлопные газы необходимо обрабатывать отдельно.
  • Системы газификации : вторичное топливо превращается в газ (с теплотой сгорания) с помощью газификатора . Полученный синтез-газ либо напрямую, либо после предварительной обработки вводится в исходную камеру сгорания или котел через новые специальные каналы.
  • Пиролиз : биомасса превращается в смесь газа, биомасла и полукокса посредством пиролиза . Фракции можно разделять и вводить в котел в разных местах.

Преимущества совместной стрельбы

Использование биомассы при совместном сжигании включает дополнительные экологические, социально-экономические и стратегические преимущества в отношении использования биомассы на специальных заводах по производству биомассы. В случае остатков отходов нет никаких дополнительных преимуществ, однако сжигание отходов может изменить нормы выбросов, чтобы удовлетворить более строгие нормы. Например, ограничения на выбросы из экологических норм для крупномасштабных установок сжигания более допустимы, чем нормы для мусоросжигательных заводов. За исключением предыдущего недостатка, связанного с совместным сжиганием отходов, для совместного сжигания отходов и биомассы характерны следующие преимущества:

  • Удельные инвестиции (на единицу установленной мощности): уменьшены по сравнению с обычными установками, работающими на биомассе, поскольку установка, использующая ископаемое топливо, уже существует и требуются только различные модификации
  • Производство электроэнергии с большей эффективностью: обычно электростанции, работающие на биомассе, производят электроэнергию с относительно низким КПД (от 18 до 22%) по сравнению с огромными угольными установками (от 32 до 38%) с оптимизированными циклами с учетом экономии на масштабе.
  • Гибкость в эксплуатации: исходная установка может работать при 100% нагрузке на ископаемом топливе. Установка совместного сжигания менее чувствительна к сезонным колебаниям производства биомассы, а также к наличию и цене биомассы.
  • Морковь для развития рынков биомассы: различные европейские страны доказали, что продвижение совместного сжигания является ключом к развитию рынков биомассы, а также для накопления опыта в области обращения с биомассой и ее сжигания.

внешние ссылки