34	Электрические станции, 2001, ¹ 6
	9. Перевод котла БКЗ-210-140Ф на технологию ступенчато­	комбината Осинцев В. В., Осинцев В. В., Кузин В. И. и
	го сжигания топлива Осинцев В. В., Джундубаев А. К.,	др. – Промышленная теплоэнергетика, 1989, ¹ 12.
	Гигин В. Я. и др.– Электрические станции, 1991, ¹ 11.	13. Комбинированное сжигание природного газа и пыли челя­
	10. Перевод котла БКЗ-210-140Ф на технологию ступенчатого	бинского угля в вихревых горелках Хидиятов А. М.,
	сжигания топлива Осинцев В. В., Джундубаев А. К., Ги­	Осинцев В. В., Щапин Н. М. и др. – Электрические стан­
	гин В. Я. и др.– Электрические станции, 1993, ¹ 3.
		öèè, 1987, ¹ 6.
	11. Совершенствование методов снижения температурных
		14. Перевод котла БКЗ-210-140Ф Челябинской ТЭЦ-2 на тех­
	неравномерностей в топках с фронтальной компоновкой
		нологию сжигания природного газа с раздельным танген-
	горелок Осинцев В. В., Осинцев В. В., Хидиятов А. М.
		циальным вводом реагентов в топку Осинцев В. В.,
	и др. – Теплоэнергетика, 1990, ¹ 4.
	12. Сжигание челябинского угля, природного, коксового и	Джундубаев А. К., Кузнецов Г. Ф. и др. – Электрические
	доменного газов в котлах ПК-14 ТЭЦ металлургического	станции, 1994, ¹ 7.

Об энергоустановках с пылеугольными котлами

Копсов А. Я., Штромберг Ю. Ю., кандидаты техн. наук, Понасечкин С. А., èíæ.

РАО “ЕЭС России” – АО “Фирма ОРГРЭС”

Уголь является старейшим энергетическим топли­ вом как в нашей стране, так и во всем мире. Отношение же к нему энергетиков, особенно в нашем государ­ стве, периодически менялось. Сейчас у нас наступили времена, когда, видимо, придется увеличить долю угля в структуре топлива для тепловых электростанций.

Несмотря на некоторое снижение доли использова­ ния угля в мировой энергетике, во многих странах пылеугольным электростанциям уделяется серьезное вни­ мание.

Планируется ввод новых энергоблоков с пылеугольными котлами. Так, в [1] дана информация о том, что в Индонезии до 2002 г. предполагается сооружение новых пылеугольных блоков суммарной мощностью 7 млн. кВт, а в Южной Корее к 2006 г. будет введено 14 млн. кВт новых мощностей на угольных ТЭС, в том числе 20 блоков мощностью по 500 кВт. Новые котлы будут высокоэкономичными.

За последние 30 лет в отечественной теплоэнерге­ тике очень сильно изменилась структура топлива, сжи­ гаемого в котлах ТЭС. Это следует из данных [2], систематизированных в òàáë. 1.

Доля угля в структуре топлива на ТЭС за это время снизилась с 56,2 до 25,5% в 1992 г., затем несколько повысилась до 29,3% в 1998 г. После 1973 г. одновремен­ но со снижением доли угля снизилась и доля мазута с 28,6 до 6,7% в 1999 г. Все это происходило за счет зна­ чительного увеличения доли газа в котельном топливе с 22,0 до 64,3%. Приведенные данные относятся ко всем энергоустановкам ТЭС; что же касается энерго­ блоков, то там картина несколько другая. В òàáë. 2 при­ ведена информация по самым массовым энергоуста­ новкам – энергоблокам мощностью 200 и 300 МВт, при этом использовались сведения [2] и [3].

На блоках мощностью 200 МВт с пылеугольными котлами за последние 14 лет доля угля в сожженном топливе менялась меньше, чем доля мазута. На пылеугольных блоках мощностью 300 МВт наблюдается не­ которое увеличение доли угля в сожженном топливе.

Известно, что газомазутные котлы имеют много преимуществ перед пылеугольными, среди них эколо­ гичность и экономичность.

Преимущество в экономичности газомазутных кот­ лов можно было наблюдать даже на стадии их освоения. Показатели работы двухкорпусных котлов блоков 300 МВт [3] за 1996 г. приведены далее.

Котел

пылеугольный газомазутный ТПП-110 ПК-41

Удельный расход условного топлива на отпущенную элек382,9 343,8 троэнергию, г/(кВт·ч)

Расход электроэнергии на собственные нужды на выра- 7,0 4,7 ботку электроэнергии, %

Еще более убедительными являются показатели работы котлов одной и той же марки, но сжигающих раз­ личное по структуре топливо. Такие данные по котлам ТП-100 блоков мощностью 200 МВт [3] за 1996 г. приведены далее.

Топливо, %

уголь – 96,8	уголь – 47,0
мазут – 3,2	ãàç – 53,0

Удельный расход условного топлива на отпущенную электроэнергию, г/(кВт·ч)

Расход электроэнергии на собственные нужды на выработку электроэнергии, %

Наработка на отказ блока, ч

Параметр потока отказов, отк/1000 ч

387,0	350,0
7,3	6,2
376,8	1383,2
2,65	0,72

Такая же зависимость показателей работы энерго­ установок от сожженного топлива сохраняется и в пе­ риоде полного освоения блоков и их длительной эксп­ луатации, что следует из òàáë. 3, в которой систематизированы сведения [2] и [3] по энергоблокам ТЭС мощ­ ностью 200 и 300 МВт.

На каком же уровне находятся энергетические бло­ ки с пылеугольными котлами отечественных ТЭС, можно выявить из сравнения показателей их работы с показателями работы аналогичных блоков ТЭС США.

Электрические станции, 2001, ¹ 6	35

Ò à á ë è ö à 1

			Сожженное на ТЭС топливо, %
	Ãîä	Страна
			Уголь	Ãàç	Мазут	Прочее
	1970		56,2	22,0	21,8	-
	1971		53,5	22,8	23,7	-
	1973		52,7	18,7	28,6	-
	1974	ÑÑÑÐ	53,4	18,6	28,0	-
	1985		32,0	40,3	25,9	1,8
	1986		31,5	43,6	23,2	1,7
	1990		28,3	54,0	16,3	1,4
	1991		26,9	59,5	13,4	0,2
	1992		25,5	61,8	12,4	0,3
	1997	Россия	28,2	62,8	8,7	0,3
	1998		29,3	61,8	8,6	0,3
	1999		28,8	64,3	6,7	0,2

Такие показатели отечественных конденсационных блоков (из [2] и [3]) с пылеугольными котлами за разные годы приведены в òàáë. 4.

 òàáë. 5 собрана информация (из [4] и [5]) о рабо­ те американских энергоблоков с пылеугольными котла­ ми различной мощности также за разные годы.

Анализ сведений, приведенных в òàáë. 4, дает основания утверждать, что интенсивность использова­ ния всех российских блоков за период 1986 – 1999 гг. снизилась, так же, как и готовность блоков к работе. Исключение составляют лишь блоки мощностью 500 МВт, готовность которых за последние годы повысилась. Как положительное явление стоит отметить, что надежность отечественных энергоблоков не только не снизилась, но даже несколько повысилась. Сниже­ ние готовности блоков к работе можно объяснить увеличением времени нахождения энергоустановок в плановых ремонтах.

Ò à á ë è ö à 2

			Сожженное топливо, %
		Ãîä
			Уголь	Ãàç	Мазут
	Все энергоблоки	1962	63,0	37,0	-
	200 ÌÂò	1963	58,0	42,0	-
		1964	69,0	26,0	5,0
		1965	67,0	24,5	8,5
		1966	72,0	24,0	4,0
		1974	66,7	18,9	14,4
		1985	43,1	39,5	17,4
		1990	37,6	47,5	14,9
		1998	36,0	60,5	3,5
		1999	35,6	62,5	1,9
	Энергоблоки	1985	71,4	12,0	16,6
	200 ÌÂò ñ ïûëå-	1988	68,6	16,6	14,8
	угольными кот­
		1990	66,4	15,8	17,8
	ëàìè*
		1992	68,8	24,7	6,5
		1998	71,1	26,9	2,0
		1999	70,9	27,8	1,3
	Все энергоблоки	1971	44,0	9,0	47,0
	300 ÌÂò	1985	37,5	40,1	22,4
		1990	35,1	44,5	20,4
		1998	29,1	53,0	17,9
		1999	28,6	60,4	11,0
	Энергоблоки	1985	74,2	17,4	8,4
	300 ÌÂò ñ ïûëå-	1988	69,3	24,3	6,4
	угольными кот­
		1990	66,6	26,2	7,2
	ëàìè
		1992	77,2	12,8	10,0
		1998	81,3	11,4	7,3
		1999	82,0	11,8	6,2

* На блоках, кроме угля, использовалось и другое твердое топливо.

Ò à á ë è ö à 3

							Ãîä
Показатель	1985			1990				1992			1999
	Пылеуголь-	Газомазутные		Пылеуголь-	Газомазутные			Пылеуголь-	Газомазутные		Пылеуголь-	Газомазутные
	ные котлы		котлы	ные котлы		котлы		ные котлы		котлы	ные котлы		котлы
				Блоки 200 МВт
Число энергоблоков	97		56	97		64		34		38	38		38
Удельный расход топли­	368,6		341,5	373,4		344,4		371,3		339,2	364,2		342,1
âà, ã/(êÂò·÷)
Расход электроэнергии
на собственные нужды	7,70		5,03	7,67		5,22		7,45		5,09	7,39		5,38
на выработку электро­
энергии, %
				Блоки 300 МВт
Число энергоблоков	75		79	81		83		27		50	27		50
Удельный расход топли­	355,2		328,3	360,0		330,7		374,9		325,1	373,7		326,7
âà, ã/(êÂò·÷)
Расход электроэнергии
на собственные нужды	5,67		3,21	5,47		3,31		5,99		3,31	6,10		3,47
на выработку электро­
энергии, %

36							Электрические станции,		2001, ¹ 6
								Ò à á ë è ö à 4
						Показатель
			Число
					Коэффициент
		Мощность	блоков с	Коэффициент		Коэффициент			Параметр
Ãîä	Страна	блоков,	пылеуголь-	технического	использова­		Коэффициент	Средняя
		ÌÂò	íûìè	использова­	ния установ­	рабочего	неплановых	наработка	потока
			котлами	íèÿ,	ленной	времени,	простоев, %	на отказ, ч	отказов,
					мощности,	%			îòê/1000 ÷
				%
					%
		150 – 165	30	86,3	67,3
1986		200	97	86,8	67,4
		300	78	86,2	69,5
		500	15	79,2	66,3	76,6	9,1	247	4,04
	ÑÑÑÐ
		150 – 165	33	87,9			1,1	3502
		200	109	82,6			4,1	857
1991
		300	82	84,4			3,6	909
		500	16	69,0	53,4	67,5	20,7	216	4,63
		800	6	79,7	36,0		3,4	618
		150 – 160	17	87,7	42,3		0,8	3600
		200	34	79,4	52,3		5,4	722
1992		300	27	83,4	62,9		3,7	931
		500	7	67,1	47,1	51,8	13,7	342	2,92
	Россия	800	2	78,8	22,0		2,8	607
		150 – 160	24	85,3			1,5	4619
		200	38	80,6			4,5	1037
1999
		300	27	81,8			3,1	1196
		500	7	78,1	31,5	41,3	5,2	723	1,4
		800	2	73,1	40,0		3,1	620

Анализ данных òàáë. 5 показывает, что за послед­ ние 15 лет практически все группы блоков США значи­ тельно повысили такие показатели, как готовность к работе, интенсивность использования и надежность.

Сравнение показателей наших и американских бло­ ков с пылеугольными котлами позволяет сделать сле­ дующие выводы:

готовность к работе (на уровне 1997 – 1999 гг.) выше у энергоблоков США всех групп мощности;

надежность российских блоков мощностью 150,300 и 800 МВт несколько выше аналогичных по мощности блоков США, а надежность блоков 200 и 500 МВт практически одинаковая.

Необходимо отметить, что положительные возмож­ ности отечественных энергоблоков с пылеугольными котлами далеко не исчерпаны. В недалеком прошлом, например, в 1986 г., наши блоки по сравнению с амери­ канскими имели более высокие показатели по интен­ сивности использования, по готовности к работе и по надежности. Даже в последнее, трудное для россий­ ской энергетики время (большие простои в резерве, ухудшение качества углей), некоторые энергоустанов­ ки сохранили свои высокие показатели.

Так, энергоблоки мощностью 200 МВт Беловской ГРЭС с пылеугольными котлами ПК-40-1 в 1992 г. име­ ли удельный расход топлива 339,3 г/(кВт·ч) и среднюю наработку на отказ 7757 ч, а в 1998 г. – 339,8 г/(кВт·ч) и 4473 ч соответственно.

Среди блоков мощностью 300 МВт высокой эконо­ мичностью выделялись энергоустановки Рефтинской ГРЭС с котлами П-39-2 (на экибастузском угле), которые имели удельный расход топлива в 1990 г. – 331,1 г/(кВт·ч), а в 1998 г. – 338,6 г/(кВт·ч). Высокой надежностью отличались трехсотки с котлами П-50, которые имели среднюю наработку блока на отказ в 1992 г. – 3448 ч, а в 1998 г. – 2442 ч.

Следует упомянуть и неплохие наработки на отказ в 1998 г. блока 500 МВт с котлом П-49 – 2578 ч и бло­ ков 800 МВт с котлами П-67 – 1351 ч.

В заключение можно сказать, что отечественные энергоустановки с пылеугольными котлами вполне конкурентоспособны с зарубежными, но им необходи­ мо уделять повышенное внимание.

Период необходимого увеличения доли угля в структуре топлива ТЭС может быть весьма продолжительным, поэтому техническое перевооружение энер­ гетики должно быть направлено не в последнюю оче­ редь на совершенствование энергоблоков с пылеугольными котлами. Научный и технический потенциал нашей науки и энергомашиностроения, с учетом громад­ ного опыта эксплуатационников, вполне достаточен для создания в короткие сроки новых, более экологиче­ ски чистых и экономичных энергоустановок с пылеугольными котлами мощностью 500 и 800 МВт. Необходимые инвестиции в эти крупные блоки должны быть обеспечены как РАО “ЕЭС России”, так и государст­ вом.

	Электрические станции, 2001, ¹ 6								37
								Ò à á ë è ö à 5
						Показатель
		Мощность бло­	Число блоков с
				Коэффициент	Коэффициент
	Ãîä	êîâ, ÌÂò	пылеугольны-	технического	использования	Коэффициент	Коэффициент	Средняя нара­	Параметр пото­
			ми котлами	использования,	установленной	рабочего вре­	неплановых	ботка на отказ,	ка отказов,
						ìåíè, %	простоев, %	÷	îòê/1000 ÷
				%	мощности, %
		100 – 199	241	82,09	47,01	66,06	5,84
		200 – 299	108	84,75	59,56	77,42	4,76
	1982	300 – 399	81	78,15	50,90	70,97	7,83
		400 – 599	140	78,75	53,59	73,24	6,96
		600 – 799	67	79,45	60,39	77,03	7,40
		800 – 999	19	77,39	57,54	74,72	10,59
		100 – 199	248	83,99	47,51	65,49	4,33
		200 – 299	114	83,49	58,53	75,78	4,53
	1986	300 – 399	88	78,32	49,13	68,42	7,17
		400 – 599	150	80,40	53,97	74,14	5,90
		600 – 799	82	80,85	61,38	78,38	6,64
		800 – 999	20	84,57	64,94	80,15	5,78
		100 – 199	251	85,46	49,59	67,98	3,27	807,3	1,24
		200 – 299	114	84,07	59,54	76,09	3,70	745,7	1,34
	1991	300 – 399	90	83,10	55,84	76,46	4,35	544,4	1,84
		400 – 599	156	82,05	61,01	78,35	5,31	565,7	1,77
		600 – 799	91	84,68	66,09	82,26	4,13	741,4	1,35
		800 – 999	25	87,96	61,54	78,10	4,01	768,9	1,30
		100 – 199	251	86,33	50,64	68,41	3,00	906,0	1,10
		200 – 299	114	85,39	60,95	77,10	4,38	709,5	1,41
	1992	300 – 399	89	82,66	55,75	74,31	4,17	604,7	1,65
		400 – 599	157	81,50	60,39	77,67	4,58	612,9	1,63
		600 – 799	91	85,12	66,48	82,55	3,59	859,7	1,16
		800 – 999	25	87,78	63,24	77,85	2,88	743,3	1,35
		100 – 199	244	88,31	58,93	80,11	2,99
		200 – 299	112	87,17	65,42	84,50	4,03
	1997	300 – 399	87	85,23	61,63	81,54	5,33
		400 – 599	162	84,65	66,08	82,73	5,19
		600 – 799	90	87,51	71,79	87,10	4,48
		800 – 999	25	88,34	73,37	87,86	3,02

Список литературы

1.Краткая информация. – Электрические станции, 1998, ¹ 4.

2.Обзор показателей топливоиспользования тепловых электростанций за 1970, 1971, 1973, 1974, 1985, 1986, 1990, 1991, 1992, 1997, 1998, 1999 гг. М., ОРГРЭС.

3.Анализ работы энергетических блоков тепловых электро­ станций за 1964, 1966, 1969, 1971, 1974, 1986, 1991, 1992, 1998, 1999 гг. М., ОРГРЭС.

4.Generating Availability Report 1989 – 1993. Availability Performance of Electric Generating Units in North America. June, 1994, NERC.

5.Generating Unit Statistical Brochure. 1993 – 1997. September, 1998. Generating Availability Data System. NERC.