Изучение опыта эксплуатации мусоросжигательного завода

Россия. (Топливо - газ, ТБО)

Москва. Топки с вихревым «кипящим» слоем установлены на МЗС № 4 по термическому обезвреживанию ТБО с предварительной частичной сепарацией отходов. В энергетической практике во всем мире сжигание твердых низкокалорийных топлив в слое, когда само топливо набрасывается на толщу инертного материала, разогретого до достаточной высокой температуры и «бурлящего» под напором подаваемого из подрешеточного пространства воздуха через множество отверстий в решетке, практикуется достаточно давно. В Японии, Германии, Франции1010, Австрии, Испании и др. и продолжают сооружаться МСЗ, сжигающие отходы в топках «кип0ящего» слоя.

На МЗС № 4 будут функционировать три технологические линии, топки которых будут сжигать по 13,5 т/ч топлива из ТБО. Предприятие уже выходит на расчетную мощность. Топки, выполненные по лицензии японской фирмы «Эбара», поставлены фирмой «Хельтер АБТ» (Германия).

Над топками установлены горизонтальные паровые котлы производительностью 26-30 т/ч пара при давлении 1,6 МПа и температуре 310 0С. Каждая технологическая линия оснащена четырехступенчатой очисткой уходящих газов. На заводе производительностью по сжигаемым отходам ~ 260 000 т/г установлены две паровые турбины с производственными отборами пара электрической мощностью по 6 МВт каждая. Предприятие должно работать при коэффициенте использования основного оборудования технологической линии ~ 0,84 при работе на полную мощность.

При Qрн ТБО = 8,4 МДж/кг (~2 000 ккал/кг) выработка теплоты составляет 283 000 Гкал/г, электроэнергии - 105 000 МВт*ч/г, что полностью покроет потребности в энергии на собственные нужды, в том числе на переработку шлака и золы в полезные продукты, включая потребности в энергии завода «Эколог», расположенном вблизи МСЗ, а также обеспечит выдачу во внешние сети значительного количества энергии. На МСЗ установлены два паровых котла Б - 2,5-1,6 - 310 (2*25 т/ч), работающих на природном газе, что позволит при остановке одной из линий на профилактику и ремонт не снижать выработку электроэнергии в течение года.

Ориентировочный объем инвестиций при реализации проекта оценивается в сумме более 3 млрд. рублей. Протоколом предусмотрено, что ЗАО «Московская областная энергетическая инвестиционная корпорация» выступит в роли инвестора-застройщика, генерального проектировщика, генподрядчика и эксплуатирующей организации. В ближайшее время предусмотрен выбор земельного участка под строительство и разработка проекта. Ввод предприятия в эксплуатацию намечен протоколом на 2009 год.

Перспективы

По мере роста объемов производства и роста благосостояния жителей планеты удельная масса отходов на каждого жителя растет и в скором времени может достигнуть массы в 600-700 кг/чел. в год. Справиться с задачей возврата подавляющей части отходов в сферу полезного повторного использования - одна из важнейших задач человечества. Решение этой задачи возможно при круглогодичном сжигании ТБО на предприятиях по их термической переработке.

Использование ТБО, включая промышленные отходы по типу бытовых, в качестве топлива с использованием энергии при ее преобразовании в электрическую и тепловую; механико-химическая очистка уходящих из котлов газов; внедрение новых технологий сжигания, в том числе в так называемых топках с «кипящим» слоем; полезное использование ряда составляющих отходов, в том числе шлаков, золы, металлов, - все это имеет огромное значение с точки зрения экономии ископаемого топлива, материалов, но, главным образом, охраны природы, воздушного и водного бассейнов в Москве и Московской области путем постепенного закрытия существующих свалок и отказа от выделения новых земель для их организации.

Наряду с общепринятыми (традиционными) схемами сжигания ТБО с использованием тепловой и электрической энергии в системах энергоснабжения городов, в том числе в Москве, имеется богатый опыт европейских стран в схемных решений, приводящих к комбинированным источникам энергоснабжения. В составе таких источников используется наряду с технологическими линиями обезвреживания ТБО с выработкой энергии не только энергетическое оборудование в виде парогенераторов, но и газотурбинные установки (ГТУ), парогазовые установки (ПГУ).

Достоинства совмещенной (интегральной) компоновки ТЭС для сжигания природного топлива и ТБО:

1. Существенное повышение эффективности применения ТБО как топлива для выработки электроэнергии и достижение удельных показателей, близких к серийно применяемым ТЭС, можно достигнуть за счет частичного замещения энергетического топлива бытовыми отходами. Доля ТБО по количеству тепла может составлять примерно 10% от тепловой мощности котла станции. В этом случае только за счет повышенных параметров пара и увеличенной мощности котлов и турбин эффективность использования бытовых отходов повысится в 2?3 раза.

Существенный экономический эффект может быть получен за счет снижения капитальных вложений благодаря использованию существующей на ТЭС инфраструктуры и сокращению расходов на газоочистное оборудование.

2. Энергетическое топливо, в том числе и бурый уголь, имеющий практически равноценные энергетические показатели с твердыми бытовыми отходами, надо покупать, а ТБО, напротив, принимается с денежной доплатой.

Основные проблемы, сопутствующие использованию ТБО в качестве топлива для получения энергии, для России, и для Москвы в частности, следующие:

1. Эффективная утилизация тепла, образующегося при сжигании отходов, и, прежде всего, проблема, связанная со сбытом вырабатываемой энергии. Нестабильность выработки электроэнергии вследствие сезонных и суточных колебаний количества и качества ТБО, а также при остановах технологических линий затрудняет ее сбыт в электрические сети.

2. Наиболее актуальным на сегодняшний момент является вопрос эффективного преобразования энергии ТБО в электрическую, т.к. абсолютный электрический КПД не превышает 14-15 %, в то время как за рубежом вновь вводимые в эксплуатацию установки, сжигающие ТБО, имеют абсолютный электрический КПД примерно 22%.

3.1 Возможность строительства мусоросжигательного завода в Кировско - Апатитском районе

Количество отходов производства и потребления в Кировско-Апатитском районе составляет 75000 т/год. Исходя из табл.1 процентное содержание подходящего количества ТБО для термической обработки составляет примерно 86.8 %. Отсюда

75000*0.868=65100 т/год - количество ТБО, представляемых интерес для термической обработки.

Приблизительное значение расхода угля на Апатитской ТЭЦ составляет порядка 240000 т/год.

Теплота сгорания ТБО колеблется в пределах 5,2-16,5 ГДж/т в зависимости от состава. Для расчета возьмем значение 6,5 ГДж/т.

Теплота сгорания угля находится в пределах 18-25 ГДж/т. Для расчета примем минимальное значение - 18 ГДж/т. Данные расчета приведены в табл.7

Таблица 7.

Из приведенных данных следует, что общее количество тепловой энергии, получаемое при сжигании ТБО составляет практически 10% от общего количества энергии сжигаемого угля на ТЭЦ. Эти данные свидетельствуют о возможности использования ТБО в качестве дополнительных ресурсов при условии эксплуатации МСЗ, построенного на базе ТЭЦ. Экономия на угле составляет порядка 36 млн. рублей в год.

Однако, строительство мусоросжигательного завода - удовольствие не из дешевых.

Строительство завода небольшой производительности потребует затрат в среднем 140 -- 150 млн евро (по зарубежным данным), а тариф принятия ТБО или, другими словами, стоимость услуги по сжиганию мусора составляет 100 евро(~4 тыс.р.) за кубометр, согласно оценкам зарубежных производителей. Для сравнения: сейчас на мусоропереработку кубометра тратится 2 евро.

Отсюда следует вывод: строительство завода на базе Апатитской ТЭЦ возможно, однако потребует значительных капиталовложений и, вероятнее всего, не принесет значительного экономического эффекта в будущем.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На основании выполненного анализа литературных данных по исследованию работы мусоросжигательного завода, можно сделать следующие выводы:

1. Правильное использование продуктов собственной жизнедеятельности может сократить количество потребляемых энергоресурсов, особенно, в условиях угрозы их дефицита.

2. Необходимо применять зарубежный опыт по классификации бытовых отходов, для уменьшения загрязнения окружающей среды, а также для удобства их последующей переработки.

3. От выбранной методики утилизации бытовых отходов зависит ее экологическая и экономическая эффективность. Не мало важным остается тот факт, что необходимо развивать углубленные методики переработки для разных типов отходов.

4. Наиболее правильным выходом из сложившейся экологической ситуации может послужить строительство мусоросжигательного завода на базе Апатитской ТЭЦ.

5. Строительство МСЗ может помочь решить проблему "перенаполнения" полигонов для свалки бытовых отходов.

6. Для реализации строительства и, в последующем, эксплуатации МСЗ может быть полезным опыт зарубежных стран.

7. Строительство мусоросжигательного завода на базе Апатитской ТЭЦ потребует больших финансовых вложений и огромного привлечения инвестиций. И навряд ли принесет положительный экономический эффект в будущем. Хотя cможет помочь экономить городу порядка 36млн. рублей ежегодно, за счет экономии на угле.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Константинов В.М. Охрана природы: Учеб. пособие для студ. Высш. пед. учеб. заведений. - М.: Издательский центр «Академия», 2000. с.42

2. А. В. Киселев, В. В. Худолей «ОТРАВЛЕННЫЕ ГОРОДА» Москва, 1997. c.18-21

3. «Наука и жизнь» № 5, 1998 год. А.Тугов, Н.Эскин, Д.Литун, О.Федоров, «Не превратить планету в свалку». c 3-4

4. Миллер Т. Жизнь в окружающей среде. I: Пер. с англ./Под ред. Ягодина Г.А. - М.: Издательская группа «Прогресс», «Пангея», 1993. c.5

5. Богданов В.Ф «Проблемы охраны атмосферного воздуха от выбросов мусоросжигательных заводов». c. 27

6. Лапицкий В. Н., Борисовская Е. А., Гончаренко И. В. «Экологические последствия термической переработки твёрдых бытовых отходов». c.60-61

7. О.М. Черп, В.Н. Виниченко "Проблема твердых бытовых отходов: комплексный подход".Эколайн, Москва, 1996. c. 81

8. Jan G.P. Born. Organochlorine Comp.(Dioxin'96) 1996, v. 27, c.46-49

9. AVA Abfallverwertung Augsburg GmbH journal. c.39-44

10. Б.И. Левин, А. А. Бутко. Использование отходов в качестве топлива путем экологически чистого обезвреживания с выработкой энергии (применительно к городскому хозяйству Москвы) / Под ред. Б.И. Левина. - М.: Изд-во Прима-Пресс-М, 2005. с.71-76

11. Шарапов В.И., Ротов П.В. О зарубежном опыте экономии топливно-энергетических ресурсов в системах теплоснабжения // Энергосбережение. 1999. №1 c.17-18

12. Балуев Е.Д. Перспективы развития централизованного теплоснабжения.// Теплоэнергетика. 2001. № 11. c.19-20

Размещено на Allbest.ru