Несмотря на то, что московские ТЭЦ в качестве топлива в основном используют газ, проблема очистки дымовых газов от золы для Москвы остается актуальной – так как некоторые московские ТЭЦ в особо холодные зимы от 5 до 15% времени работают на мазуте и угле, используя его в качестве резервного топлива в самые морозные зимы.
При сжигании твердого топлива на блоке мощностью 500 МВт образуется примерно 500 м3 дымовых газов в секунду, содержащих до 20 г/ м3 взвешенных частиц золы. Это соответствует выбросам в атмосферу 360 тонн золы в час.
Однако в морозные дни небо над Москвой не становится грязнее – московские ТЭЦ используют современные способы очистки дымовых газов – электрофильтры, которые должны очищать выбросы станции не ниже чем на 97%, так как уровень ПДК (предельно допустимой концентрации) золы теплоэлектростанций в воздухе населенных пунктов не должен превышать 0,02 мг/кубометр. Наиболее совершенные их существующих сегодня систем обеспечивают улавливание и связывание 99% золы в выхлопе станции.
Электрофильтр называют еще «плазменным ионизатором», так как его работа основана на придании мельчайшим частицам золы определенного заряда, путем пропускания через дым электрического тока.
Принципиальная конструкция электрофильтра представляет собой ряд металлических пластин, между которыми натянуты металлические нити. Между нитями и пластинами создаётся разность потенциалов до нескольких десятков киловольт. Разность потенциалов приводит к образованию сильного электрического поля между нитями и пластинами. При этом на поверхности нитей возникает коронный разряд, что в сочетании с электрическим полем обеспечивает ионный ток от нитей к пластинам. Дымовые газы проходят между пластинами, пыль из проходящего через фильтр выхлопа приобретает электрический заряд (ионизируется) под воздействием ионного тока, после чего под действием электрического поля притягивается к пластинам и оседает на них. Нити и пластины называются электродами.
Газ, содержащий взвешенные частицы, проходит через систему, состоящую из заземленных осадительных электродов и коронирующих электродов к которым подводится выпрямленный электрический ток высокого напряжения. Частицы пыли или золы заряжаются под действием сил электрического поля, между системой коронирующих и осадительных электродов и осаждаются на осадительных электродах.
Электрофильр должен безотказно и круглосуточно работать в сложных погодных условиях, в среде, перенасыщенной влагой, при высокой температуре дымовых газов (до 425 градусов Цельсия), в то же время его должна отличать высокая надежность узлов и механизмов.
В новых системах, помимо более совершенных конструкций, используются сложные автоматизированные системы, которые с высокой частотой и точностью осуществляют измерение тока, напряжения и устанавливают их оптимальные величины в зависимости от частоты искровых пробоев. Автоматика управляет согласованной работой механизмов встряхивания и системы подачи высокого напряжения, обогревателями бункеров и изоляторов, а также благодаря интеллектуальному алгоритму обеспечивает дополнительное снижение выбросов золы и экономию электроэнергии.
Современные электрофильтры также имеют систему встроенного самотестирования и обеспечивают предупреждающую и аварийную сигнализацию при отказах оборудования электрофильтра и системы управления.
Владимир Молчанов, ведущий инженер Управления капитального строительства ООО «Фирма «ИНТРЭК»
На фото: Монтаж новых электрофильтров на Троицкой ГРЭС (Челябинская область)
