2.10. Классификация углей - Федеральный институт повышения
advertisement
Пособие для слушателей курса «Анализ качества угля» 8-800-700-01-87 (Звонок бесплатный) Оглавление Введение Глава 1 Коротко об углях 1.1. Общие сведения 1.2. Показатели качества угля 1.2.1. Влажность угля 1.2.2. Содержание золы (зольность) 1.2.3. Выход летучих веществ 1.2.4. Содержание серы 1.2.5. Теплота сгорания 1.2.6. Химический состав и температура плавления золы 1.2.7. Вредные примеси в углях 1.2.8. Плотность угля. 1.2.9.Физико-механические свойства угля, гранулометрический состав 1.2.10. Классификация углей 1.2.11. Изменение свойств угля в зоне окисления. 1.2.12. Самовозгораемость угля 1.3. Минерально-сырьевая база топливной промышленности юга Сибири и Казахстана Глава 2. Использование угля в малой энергетике 2.1. Котельные и топочные устройства 2.1.1. Классификация котлов 2.1.2. Типы топочных устройств 2.2. Особенности использования углей разных марок и сортов Глава 3 Организация углеснабжения 3.1. Расчеты при выборе вариантов углеснабжения 3.1.1. Определение тепловых потерь зданий и сооружений (необходимого количества тепловой энергии) 3.1.2. Расчет потребного количества топлива 3.2. Организация поставок угля 3.3. Организация учета топлива потребителями 3.4. Учет тепловой энергии 3.5. Контроль качества угля Глава 4. Энергосбережение 4.1. Общая ситуация 4.2. Мероприятия по энергосбережению 4.2.1. Оптимизация процесса отопления с помощью Автоматизированных индивидуальных тепловых пунктов (АИТП) 4.2.2. Повышение класса тепловой эффективности зданий и сооружений. 4.2.3. Установка погодозависимых индивидуальных тепловых пунктов 4.2.4. Установка частотных приводов 4.2.5. Использование современных теплоизоляционных материалов при прокладке тепловых сетей Заключение Список использованных источников 3 Список таблиц в тексте Термобарические условия Земных недр при углеобразовании Основные визуальные признаки (физические свойства) углей разных марок. Классификация углей по размеру кусков (ГОСТ 19242-73) 4. Основные месторождения угля Сибири и Восточного Казахстана. 5. ТЭЦ и котельные в Алтайском крае и Республике Алтай 6. Основные типы углей, используемых в Алтайском крае и Республике Алтай Методы оценки расхода теплоносителя при организации учета тепловой энергии Список рисунков в тексте Изменение элементного состава угля от стадии метаморфизма Содержание влаги в углях разного марочного состава. Зависимость выхода летучих веществ от марочного состава на примере классификации углей Кузнецкого бассейна Теплота сгорания различных видов топлива Кажущаяся плотность углей разных марок Схема классификации углей. Схема размещения основных угольных бассейнов и месторождений юга Сибири и Казахстана Схемы топок для сжигания твердого топлива в слое Изменение КПД котлов и их максимальной мощности от неоднородности грансостава (содержание мелких классов (-13(10)мм.)) угля и величины тепловой нагрузки по отношению к их паспортным значениям Зависимость удельных расходов угля (в кг. условного топлива) от его гранулометрического (кускового) состава и уровней тепловой нагрузки на котел (при КПД ист. = 75%). Предполагаемая удельная стоимость угля в единице тепловой энергии (1 Гкал) в Чарышском районе. Предполагаемая удельная стоимость угля в единице тепловой энергии (1 Гкал) в г. Алейске 1. 2. 7. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. Текстовые приложения 1. 2.1. 2.2. 2.3. 2.4. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. Минерально-сырьевая база топливной промышленности Сибири Удельные отопительные характеристики жилых зданий Удельные тепловые характеристики общественных зданий Средняя расчетная температура наружного воздуха за отопительный период и его продолжительность Расчетная температура воздуха отапливаемых помещений Рекомендации по отбору проб угля Рекомендации по визуальному определению марочного состава угля и основных его параметров КПД котлов и методы их определения Внедрение топочного устройства ОУР Основные производители котельного оборудования Перечень предприятий-поставщиков угля Предприятия энергоаудита и энергосбережения Введение Значение угля в развитии человечества трудно переоценить. Каменный век ознаменовался тем, что Homo sapiens стал настоящим человеком разумным, бронзовый век ознаменовал объединение этих разумных человеков в государства, а угольный – период бурного развития промышленности, формирования того, что мы имеем в наше время. Правда, в 60-х годах прошлого столетия нефть, а затем газ, мирный атом, начали отодвигать уголь с ведущих ролей в энергообеспечении промышленности, бытовых нужд населения. Но, поверьте, это временное явление. Уголь был, есть и в обозримой перспективе останется основным источником тепловой и электрической энергии. Особенно у нас, в Сибири, где, несмотря на наличие крупнейших месторождений нефти и газа, уголь превалирует в топливном балансе многих регионов. Например, в Алтайском крае его доля составляет порядка 80-85% от всех потребляемых энергетических ресурсов. Не следует ожидать существенного снижения этой доли и в будущем. Ведь в связи с продолжающимся ростом цен на природный газ и огромными капитальными затратами при переводе теплоснабжающих предприятий на его сжигание уже сейчас в ряде случаев данное направление становится экономически неоправданным. Кроме того, нельзя забывать и о том, что запасы газа и нефти катастрофически уменьшаются, условия разработки месторождений, и транспортировки продукции усложняются из-за перемещения центров нефте- и газодобычи все дальше за полярный круг. Достоинства же угля заключаются в том, что его запасы практически не ограничены, основные месторождения расположены в хорошо освоенных районах, а стоимость добычи, по сравнению с той же нефтью и газом, не растет такими стремительными темпами. Да и технологии использования угля становятся более прогрессивными и потому менее затратными. Некоторое снижение интереса к углю, этой, как говорят геологи, законсервированной энергии лета и солнца давних доисторических времен, в последние годы можно объяснить нефтяной и газовой эйфорией, не совсем оправданными надеждами на «мирный атом». Это, в свою очередь, обусловило и отставание угольного направления в энергетике, в том числе в технологическом и информационном плане. Потому мы и отстаем в развитии культуры использования угля. Кроме прочего, уголь является интереснейшим природным образованием. В нем законсервирована не только энергия древнего солнца, но и история развития жизни на Земле. Угленосные отложения это настоящая книга для палеонтологов, то есть специалистов изучающих развитие жизни на Земле. Свойства угля и направления его применения практически безграничны. Уголь является органоминеральным соединением. А что такое органическая химия знают лишь специалисты этой прекрасной профессии, ведь настоящим химиком может считаться только химик освоивший раздел «органика». А области применения угля простираются от примитивной деревенской печки до космических кораблей. Но мы, конечно, не сможем и не будем пытаться объять необъятное, а ограничимся малым, то есть в данной работе мы попытаемся коротко и доступно осветить основные вопросы, связанные с применением угля в «малой энергетике», т.е. на котельных и в быту. Конечно, она не претендует на роль справочника для высококвалифицированных специалистов, ибо попытка осветить даже малую долю из необходимого арсенала знаний в такой сложной отрасли, как теплоэнергетика, привела бы к непомерному объему брошюры. Для профессионалов есть соответствующие справочники, учебники и другая научная литература. Но и у нас, надеемся, они найдут чтонибудь интересное и полезное. Глава 1 Коротко об углях 1.1 Общие сведения Чтобы более полно познать предмет рассмотрения нужно прежде знать о его происхождении. Уголь является продуктом накопления и преобразования высшей (наземной) растительности, то есть травы, деревьев. Низшие формы растительности, животного мира морей и океанов (водоросли, планктон) дали начало жидким и газообразным углеводородам - нефти и газу. Зарождению уголь обязан торфяным болотам. Разнообразие типов растительности, произраставшей на Земле в различные геологические эпохи и в различных климатических зонах, условия захоронения и преобразования в торфяных залежах определили широчайший спектр свойств органической массы, которая явилась исходным материалом, а впоследствии стала непосредственно углем. Так, в сильно обводнённых болотах в условиях недостатка кислорода происходило разложение растительности до гелеобразного состояния, что в дальнейшем дало начало блестящим однородным углям - кларенам. В менее обводнённых условиях происходило частичное окисление и обугливание растительных остатков, в результате чего образовывались исходные компоненты матовых углей - дюренов. Между этими «крайностями» могли иметь место различные промежуточные варианты условий преобразования растительности, что и обусловило зарождение ингредиентов полублестящих (дюрено - кларены), полуматовых (кларено - дюрены) и других типов угля. Формирование торфяных залежей происходило (и происходит сейчас) в болотах различного типа: в прибрежно-морских, озёрных, речных долинах. Торфяники периодически заливались водами, с которыми привносилось то или иное количество минеральных примесей как во взвешенном, так и в химически растворённом состоянии. Интенсивность их привноса и состав пород, окружающих торфяники, определили зольность угля и присутствие в его составе вредных и полезных химических элементов, таких, как сера, фосфор, германий, галлий и др. Далее торфяники за счёт прогибания Земной коры перекрывались толщей т. н. осадочных пород и погружались на различные глубины, где в условиях значительных давлений и температур исходное органическое вещество приобретало свойства, присущие той или иной марке угля. Ориентировочно условия Земных недр для образования углей тех или иных марок были следующими, см. таблицу. Термобарические условия Земных недр при углеобразовании Основные параметры Ин- Стадия Марка угля метамордекс Глубина Температура, Давление, физма (°С) (атм.) погружения, (м) 1-я группа 2-я группа 3-я группа Длиннопламенные Газовые Жирные Коксовые Отощённоспекающиеся Тощие Антрациты 1Б 2Б 3Б Д Г Ж К ОС Т А Бурые: О1 до 200 О2 до 500 О3 до 1500 Каменные: 1 до 2500 11 до 3500 111 до 4500 IV до 5000 V до 5500 до 50 до 50 до 50 до 500 до 750 до 3300 до 90 до 120 до 150 до 170 до 180 до 6500 до 8750 до 10000 до 12000 до 14000 до 6500 более 6500 до 220 более 220 до 17000 более 17000 VI УП-Х Затем эти же участки воздымались, происходила т. н. инверсия, образовывались горы. Горы, в свою очередь, разрушались, и пласты, прежде бывшие на тех или иных глубинах, оказывались близ поверхности. Таким образом, мы сейчас имеем на доступных глубинах угли разной степени преобразования – от бурых до антрацитов. Если Вы обратили внимание, то фактор времени не присутствует среди определяющих причин преобразования органической массы в уголь. Хотя очень многие т.н. знатоки авторитетно классифицируют угли на молодые, старые. Но это совсем не так. Красноречивым примером могут служить угли Подмосковного бассейна, где уже чуть не за 300 миллионов лет уголь так и не смог дозреть выше первой буроугольной стадии (почти торф) и совершенно молодые угли (не более 10 миллионов лет) антрациты острова Сахалин. То есть, здесь как и у людей - дело не во времени, а в условиях жизни. В процессе углефикации (метаморфизма углей) в недрах Земли сначала (на буроугольной стадии) происходили физико-механические преобразования - уплотнение и обезвоживание. Поэтому при разделении бурых углей на группы в качестве основного показателя принимается влажность, т. е. содержание внутренней влаги. На каменноугольной и антрацитовой стадии наряду с уплотнением и обезвоживанием угля происходило изменение молекулярной структуры (в сторону её упрощения), увеличение содержания углерода и уменьшение других элементов, составляющих углеводородную структуру: водорода, кислорода, азота, смотри рисунок. Содержание элемента, % 100 80 Углерод 60 Кислород 40 Азот Водород 20 0 1Б 2Б 3Б Д Г Ж К Т А Стадия ме таморфизма (марка) угля Рисунок 1 - Изменение элементного состава угля от стадии метаморфизма Антрациты – это еще не конечная стадия преобразования органического вещества. Попадая в более жесткие условия, при температурах свыше 500° и огромных давлениях, уголь превращался в шунгит, а при еще больших температурах - в графит. Ну, а при сверхвысоких давлениях, которые имели место в так называемых трубках взрыва, возможным было даже образование алмазов, ведь всё это от растения до алмаза - углерод, только различной молекулярной структуры. Естественно, что при изменении вещественного состава происходят и существенные физические превращения, меняется внешний облик продукта. Поэтому даже по визуальным признакам можно сориентироваться в марочном составе угля, см. таблицу. Таблица – Основные визуальные признаки (физические свойства) углей разных марок. Показатель Марки угля 1Б-2Б 3Б Д, Г Ж, К. ОС Т А Цвет Бурый Темно-бурый, черный Черный Черный Черный, сероваточерный Стальносерый Цвет черты (в порошке) Светлокоричневый Темнокоричневый Черный, буроваточерный Бархатисточерный Серый, темносерый Серый Блеск Отсутствует Смолистый Стеклянный Стеклянный Металлический Алмазный Крепость, хрупкость Рыхлый или малой крепости Малой крепости, вязкий Относительно крепкий и хрупкий Крепкий, хрупкий Крепкий, вязкий Очень крепкий, вязкий Густота трещин кливажа Отсутствуют Редкие, 10-15 на 1м. Относительно редкие,10- Очень частые, густота до первых Слабо развиты, относительно Слабо развиты 20 на 1м. мм. редкие При использовании вышеприведенных признаков необходимо смотреть, прежде всего, на прослои блестящих (клареновых) разностей угля, так как многие внешние признаки полуматовых и матовых углей мало изменяются в ряду метаморфизма. 1.2. Показатели качества угля Уголь - сложнейшее органоминеральное образование, и поэтому обладает разнообразными свойствами. Качество, по определению - это совокупность свойств продукта, используемых для удовлетворения потребностей тех или иных отраслей народного хозяйства. А так как спектр использования углей огромен, то и перечень показателей качества также не мал. Например, чтобы определить, годится ли уголь для коксования, рассматривается более 30 основных показателей. То же - для производства электродной продукции и т.д. Но в данной работе мы рассмотрим лишь те показатели качества, учёт которых необходим при оценке использования угля в «малой» теплоэнергетике, т.е. на котельных и в быту. 1.2.1. Влажность угля (W) Все угли содержат то или иное количество влаги. При этом в зависимости от ее состояния (приуроченности) различают влагу поверхностную (влагу смачивания). Это вода, находящаяся на поверхности кусков и зерен угля. Она легко удаляется путем просушивания на воздухе. Оставшаяся (после удаления поверхностной) влага характеризует влагосодержание угля, свойственное его вещественному, петрографическому и марочному составу и обозначается как максимальная влагоемкость (Wmax). Свободная влага, на поверхности кусков и зерен угля, и влага, приуроченная к трещинам, пустотам и капиллярам (Wmax) в сумме определяют такое понятие, как влага внешняя (Wex). В лаборатории она определяется путем просушивания в сушильных шкафах: при температуре 40 C0 - для каменных углей и при 50 0C - для бурых. Влага воздушно-сухого угля, в основном представлена адсорбционносвязанной водой. Определяется она посредством просушки при температуре 105110 0С (при ускоренном методе при 160 0С). В сумме эти два вида влаги определяют понятие влага общая (Wt), или рабочая (Wrt). Содержание влаги рабочей зависит, прежде всего, от степени метаморфизма (марочного состава) угля, см. рисунок 2, а также от степени окисленности угля, его зольности и кусковатости. Влага в угле является не только балластом, она уменьшает его теплоту сгорания, т.к. требует дополнительных затрат тепла на своё испарение. Поэтому бытующая практика смачивания углей перед сжиганием, по сути, неверна. С другой сто- Содержание влаги, % роны, смачивание угольной пыли приводит к её окомкованию и повышению проницаемости для газов, выделяемых при термической деструкции угля. 50 40 30 20 10 0 1Б 2Б 3Б Д ДГ-Г Бурые Ж-К-ОС(СС) Каменные Т А Антрациты Марочный состав Рисунок 2 - Содержание влаги в углях разного марочного состава. График с ромбообразным маркером – влага общая (рабочая), с квадратным – влага воздушно сухого состояния топлива. Но этот прием применяется главным образом от безысходности - при использовании угля не предназначенного для слоевого сжигания. Повышенное содержание внешней влаги приводит также к повышенной слипаемости угольной мелочи, слеживаемости и смерзаемости угля. Вместе с тем, водяные пары, как и другие трёхатомные газы, усиливают радиационную составляющую теплообмена в топке, что важно для углей со слабосветящимся пламенем. Вы, наверное, заметили отсутствие такого показателя, как влага аналитическая (Wa), который приводится практически во всех удостоверениях качества, сертификатах. Но, это чисто технический (лабораторный) показатель, предназначенный для пересчетов других показателей на определенное (сухое (d), сухое беззольное (daf)) состояние топлива. В расчетах потребительской ценности топлива данный показатель не используется. 1.2.2. Содержание золы (зольность, А) Зольность, или содержание минеральных (не горючих) примесей в угле, является одним из основных показателей, определяющим качество угля. Минеральные примеси - это в основном нейтральный балласт, в меньшей степени источник вредных химических элементов, влияющих на степень экологического загрязнения. От химического состава золы зависит и температура ее плавления, что имеет существенное значение для технологии использования топлива на ТЭЦ, в частности на методы золоудаления. Содержание минеральных примесей зависит только от условий торфонакопления, а значит, может быть различным для углей как одной, так и разных марок. Различают внутреннюю, связанную с органической частью угля, и внешнюю, слагающую породные прослои, золу. Первая формируется за счет золы содержащейся в растениях, в воде болот, а также пыли привнесенной с суши. Потому и характеризуется невысокими значениями, как правило, от первых до 12-14%. Содержание внешней золы может колебаться в весьма широких пределах, как в зависимости от сложности строения угольных пластов, так и от условий их отработки, объективных и субъективных особенностей его отгрузки потребителям. В различных областях промышленности требования к зольности существенно различаются. В теплоэнергетике используются каменные угли, в основном, с Аd до 35%, при более высоком содержании золы они требуют специальных видов сжигания или предварительного обогащения. Градаций топлива по степени зольности достаточно много. Но применительно к нашей работе наиболее приемлемой будет классификация, основанная на учете т. н. приведенной зольности, то есть, соотношения зольности к теплоте сгорания влажного беззольного угля (Ad/Qsaf). При этом: - к низкозольным относятся угли с (Ad/Qsaf)<0,7; - к средне зольным……………………………0,7-1,0; - к высокозольным…………………………..>1,0 Таким образом, требования к зольности низко метаморфизованных, а значит малокалорийных углей (бурые, длиннопламенные), должны быть более жесткими, чем к зольности высоко метаморфизованных (тощие, антрациты). В практике используется, в основном, два показателя зольности: отнесенные к абсолютно сухому топливу (Ad) и к рабочему его состоянию, т.е. при фактической его влажности (Ar).\ 1.2.3. Выход летучих веществ (Vdaf) Органическая масса углей при термическом воздействии разлагается на две производные: летучие вещества и нелетучий остаток. В состав летучих входят первичный дёготь (в бурых углях), каменноугольная смола (в каменных) и газы: окись углерода, водород, метан, лёгкие углеводороды и их гомологи. Содержание летучих зависит от петрографического состава углей - витринитовые (блестящие) разности содержат их большее количество, чем фюзенитовые (матовые). Причём если у первых наблюдается характерная изменчивость в ряду метаморфизма, смотри рисунок 3, то у вторых величина выхода летучих веществ в ряду метаморфизма остаётся практически неизменной. По величине Vdaf можно в первом приближении определить марочный состав угля; этот показатель и использовался прежде в бассейновых классификациях. Данный показатель весьма важен, т.к. определяет особенности поведения угля в процессе его использования. Так, высокое содержание газообразной (летучей) составляющей в составе горючей массы угля определяет его высокую реакционную способность (т.е. воспламенение коксового (твердого) остатка происходит при более низких температурах), превалирование конвективного типа передачи тепла над лучистым. Но вместе с тем угли с высоким выходом летучих веществ обладают более низкими показателями теплоты сгорания, меньшей термической стойкостью. Выход летучих веществ, % 60 50 40 30 20 10 0 2Б-3Б Д-Г ГЖ-Ж КЖ-К ОС Т А Марочный состав Рисунок 3 - Зависимость выхода летучих веществ от марочного состава на примере классификации углей Кузнецкого бассейна. 1.2.4. Содержание серы (Std) Сера в углях является вредной примесью. При использовании угля в металлургии сера переходит в металл, ухудшая его качество. При сжигании топлива сера образует сернистые соединения, которые, реагируя в атмосфере с водяными парами, образуют серную кислоту, выпадающую т.н. кислотными дождями. В малой энергетике сера является основным фактором, ограничивающим минимальные тепловые нагрузки котлов, поскольку при низких температурах уходящих газов на хвостовых поверхностях выпадает конденсат, а сернистый ангидрид из продуктов сгорания соединяясь с конденсатом образует серную кислоту, разрушающую металл котлов. Содержание серы в углях Кузнецкого, Канско-Ачинского, Минусинского бассейнов колеблются в пределах 0,2-0,6%. Низким её содержанием характеризуются и угли Восточного Казахстана. Поэтому данный показатель в нашем регионе, как правило, редко учитывается при оценке качества и потребительской ценности топлива. Но, вместе с тем угли некоторых месторождений Иркутского бассейна характеризуются очень высоким, более 10%, содержанием серы, что делает их малопригодными для использования в теплоэнергетике. 1.2.5. Теплота сгорания (Q) Этот показатель наиболее важен для оценки потребительской ценности углей, особенно используемых в теплоэнергетике. Различают теплоту сгорания, пересчитанную на сухое беззольное состояние топлива (Qsdaf), часто называемую высшая, что, по сути, не совсем верно, но так принято.. Высшая рабочая теплота сгорания (Qвр) учитывает также теплоту конденсации водяных паров как от влагосодержания всех видов, так и от паров, полученных при сгорании водорода, содержащегося в горючей массе. Этот показатель используется для сопоставления и классификации углей. Теплота сгорания, ккал/кг. Низшая теплота сгорания (Qri) характеризует топливо в его естественном состоянии, т.е. при конкретных значениях влажности и зольности на рабочую массу. Именно на этот показатель и должны ориентироваться потребители угля. Характер изменения средних значений теплоты сгорания в зависимости от степени метаморфизма (марочного состава углей) показан на рис. 4. При его составлении при расчете теплоты низшей принята одинаковая для всех углей зольность, Аd=10%. Для сопоставления энергетической ценности углей часто используют т.н. тепловой эквивалент, т.е. отношение низшей теплоты сгорания конкретного топлива к таковой условного (стандартного) топлива, равной 7000 ккал/кг. Для различных марок углей он может изменяться от 0,2 (землистые бурые угли, шлам) до 1,3 (слабоспекающиеся, тощие, антрациты). 10000 9000 8000 7000 Высшая 6000 Низшая 5000 4000 3000 2000 1Б ДроваТорф 2Б 3Б Бурые угли Д Г Ж К Каменные угли Т А Мазут Газ Виды топлива Рисунок 4 - Теплота сгорания различных видов топлива. В практике мировой торговли и у нас при разграничении бурых и каменных углей (ГОСТ 25583-88) используется показатель теплоты сгорания угля в пересчете на влажное беззольное состояние (Qsaf ). Это более рационально, т.к. исключается изменчивость влажности угля от влияния атмосферного фактора, но менее корректно для теплотехнических расчетов. 1.2.6. Химический состав и температура плавления золы Минеральная часть (зола) углей может иметь самый различный состав, что зависит от условий торфонакопления, состава пород местности, окружающей торфяники. Основными компонентами, из которых состоит зола, являются: SiO2; А1203; FеО; Fе2Оз; СаО; Мg0; (К, Nа)О2. Как указывалось выше, зола является инертной примесью, но её состав может значительно влиять на технологические процессы использования угля в теплоэнергетике. От состава золы зависит, прежде всего, ее шлакуемость, загрязняющая способность. Температура плавления золы прямо пропорциональна содержанию основных окислов SiO2; и А1203. По значению температуры, при которой зола переходит в жидкоплавкое состояние, выделяются следующие группы: -легкоплавкие золы - Тпл < 1200° С; -среднеплавкие …… Тпл 1200-1350° С; -тугоплавкие ………. Тпл > 1350° С. Понятно, чем ниже температура плавления золы, тем вероятней, что при сжигании угля она будет затекать в межколосниковое пространство, что сильно осложняет работу котлоагрегатов. Но при использовании жидкого золоудаления низкие температуры плавления золы являются положительным фактором. Загрязняющая способность - свойство золовых уносов загрязнять (образовывать нагар) на теплообменниках, а значит, уменьшать КПД котлоагрегатов - зависит, в основном, от содержания в золах солей К и Nа. При содержании их окислов в золе более 3% угли должны дополнительно исследоваться с целью разработки особых условий сжигания. 1.2.7. Вредные примеси в углях Угли, как и другие полезные ископаемые, содержат практически все существующие химические элементы. Большинство из них, как правило, присутствует в очень незначительных количествах. Но бывают исключения, и тогда некоторые элементы рассматриваются либо как попутные полезные ископаемые, либо как вредные примеси. В первом случае угли, конечно же, не поступают массовому потребителю, а используются на специальных установках, позволяющих утилизировать попутные полезные компоненты. К вредным, или к токсичным, примесям относятся следующие элементы при таком минимальном содержании (в граммах на тонну сухого угля): -мышьяк - 300 -ртуть - 1 -бериллий - 50 -свинец - 50 -ванадий - 100 -селен - 1000 -кобальт - 100 -фтор - 500 -марганец - 1000 -хром - 100 -никель - 100 Конечно, при малых объёмах сжигания угля даже большое содержание перечисленных элементов не принесет существенного вреда. Но всё же данный фактор необходимо принимать во внимание. Очень часто среди потребителей возникают слухи о повышенной радиоактивности угля. На самом деле чистый уголь практически не содержит радиоактивных элементов. Повышенной интенсивностью излучения могут обладать породы прослоев, представленные углистыми разностями, но и они не могут влиять на уровень радиоактивности, т.к., как правило, содержатся в незначительных количествах. Вместе с тем не исключено поступление угля, особенно добытого в зоне окисления, радиоактивность которого (прежде всего его золы), будет превышать допустимые пределы. Поэтому на угольных складах необходимо периодически проводить соответствующие радиометрические исследования. Благо, они весьма просты в исполнении и относительно дешевы. г/см3 Плотность действительная, 1.2.8. Плотность угля Действительная плотность (удельный вес) зависит, прежде всего, от вещественного состава угля. Так, матовые и полуматовые разности имеют более высокую плотность, чем блестящие. Действительная плотность угля зависит также от содержания в нем минеральных примесей (золы). Ориентировочно эта зависимость выражается формулой: dad = у + кАd (1.2) a где d d - действительная плотность угля, г/см3; y - плотность органической (беззольной) массы угля, (см, рис.1.5); к - коэффициент, учитывающий увеличение плотности на 1% зольности, в среднем равный 0,01 г/см3 Аd - зольность угля. Кажущаяся плотность (объемный вес) зависит в основном от физического состояния угля, т.е., от его пористости, трещиноватости и пр. Она всегда ниже действительной. Различия в их величинах максимальны для бурых углей (0,3-0,7 г/см3) и минимальны (0,1 г/см3) для антрацитов. Зависимость кажущейся плотности от степени метаморфизма (марочного состава) воздушно-сухого угля приведена на нижеследующем графике, рис.5. 1,8 1,7 1,6 1,5 1,4 1,3 1,2 1,1 1 1,5 1,6 1,45 1Б 2Б 1,4 3Б 1,36 Д 1,32 1,27 Г Бурые Ж-ОС Каменные 1,37 Т А Антрациты Марочный состав угля Рисунок 5 -.Кажущаяся плотность углей разных марок. Существует и такое понятие, как насыпная масса, или плотность угля в разрыхленном состоянии. Она зависит от плотности кажущейся (объемного веса) и коэффициента разрыхления. Для сухих малозольных углей с незначительным содержанием мелочи насыпная масса колеблется в пределах 0,85-1,0 т/м3. Этот показатель можно использовать для ориентировочной оценки качества (зольности) угля при известном объеме и весе угля в том же вагоне или ином транспортном средстве: если отношение веса к объему близко к 1, то уголь достаточно качественный, если больше 1,15 – 1,2, то необходимо принять меры по детальной его оценке. 1.2.9. Физико-механические свойства угля, гранулометрический состав Перечень показателей, определяющих физико-механические свойства угля, весьма обширен. Нас же интересуют лишь те, которые определяют его потребительские свойства при использовании в «малой» теплоэнергетике, т.е. крепость, термическая стойкость, природная трещиноватость (кливажность), и которые обусловливают один из важнейших показателей топлива для коммунально-бытовых и бытовых целей - гранулометрический состав. Крепость угля зависит прежде всего от степени метаморфизма и возрастает от бурых углей до антрацитов. Минеральные примеси (зола) уменьшают крепость бурых и низко метаморфизованных каменных углей и увеличивают средне- и высоко метаморфизованных. Термическая стойкость – это способность угля сохранять свою структуру (не рассыпаться) при термическом воздействии. Она зависит от степени метаморфизма и вещественного состава. Термическая стойкость возрастает от бурых углей к антрацитам. Блестящие угли, как правило, менее термически устойчивы при горении, чем матовые. Гранулометрический состав угля зависит от многих факторов: степени метаморфизма, зольности, условий разработки и т.д. По марочному составу наиболее благоприятным грансоставом характеризуются угли низких (бурые, длиннопламенные) и высоких (тощие, антрациты) стадий метаморфизма. В них выход крупных классов иногда достигает 70-80%. Наибольшее содержание мелочи наблюдается в группе коксующихся углей (жирных, коксовых). Классификация углей по гранулометрическому составу, размеру кусков (ГОСТ 19242-73) приведена в таблице. Таблица - Классификация углей по размеру кусков (ГОСТ 19242-73) Классы Условные Пределы крупности кусков обозначения нижний верхний Сортовые Плитный Крупный (кулак) Орех Мелкий Семечко Штыб П К О М С Ш Совмещённые и отсевы Крупный с плитным ПК Орех с крупным КО Мелкий с орехом ОМ Семечко с мелким МС Мелкий с семечком и штыбом МСШ 100(80) 50 (40) 25(20) 13 (10) 6 (5;8) 0 200 (300) 100 (80) 50 (40) 25 (20) 13 (10) 6 (5; 8) 50 (40) 25 (20) 13(10) 6(5;8) 0 200(300) 100 (80) 50 (40) 25 (20) 25(20) Орех с мелким, семечком и штыбом ОМСШ Несортированные угли Рядовой Р 0 50 (40) 0 200 (300) Изменением №1 от 01.01.1190 г. ГОСТ 19242-73 дополнен введением совмещенных классов 13(10)-100(80)мм. и для упрощенных сортировок класс 25(20)-200 (300)мм. К сожалению, несмотря на наши многочисленные обращения, Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии так и не внесены изменения по определению понятия рядовой (Р) уголь. Существование данного понятия имело место быть, когда добыча угля осуществлялась, в основном, шахтным способом, контроль и регулирование его поставок осуществлялось специалистами мало заинтересованными в личной выгоде. Сейчас же, в условиях не совсем цивилизованного рынка, такая неопределенное понятие как Р (0-300) должно быть исключено или же расклассифицировано на подклассы. Отсутствие четких критериев при оценке такого важного показателя качества угля, как его кусковатость (гранулометрический состав), неблагоприятно влияет на становление рынка твердого топлива. К физико-механическим свойствам угля необходимо отнести и степень его сохранности при хранении на открытом воздухе. Так, бурые и низкометаморфизованные каменные угли (марки Д, ДГ) за счёт повышенного содержания влаги даже при непродолжительных сроках хранения, особенно в летние месяцы, рассыпаются на мелкие обломки и в значительной степени теряют свою потребительскую ценность. Угли высоких стадий метаморфизма (тощие, антрациты) могут храниться без существенного изменения качества в течение нескольких лет. 2.10. Классификация углей Классификация - это условное разделение углей по их свойствам, удовлетворяющим те или иные потребности народного хозяйства. Поэтому их (классификаций) может быть значительное количество. Наиболее универсальной является классификация по генетическим и технологическим параметрам (ГОСТ 25543-88). Однако она очень сложная и рассчитана на специалистов, выполняющих полную оценку углей при изучении их месторождений. При оценке качества угля, используемого в малой энергетике вполне достаточной является упрощенная маркировка, см. рис.6. Для обозначения сортов углей, предназначаемых для использования в теплоэнергетике, используют следующую схему: Сорт = марка + класс Например, уголь сорта ГР. Это значит: по марочному составу - газовый, а по грансоставу - рядовой (размер кусков 0-200; 300 мм). В данном случае процентное содержание конкретных классов не регламентируется. Это может быть и уголь, состоящий на 10% крупных обломков и 90% штыба, и наоборот. Если уголь обозначен как ТПК, то это - тощие угли, сортированные, с размером кусков от 50 (40) до 200(300) мм. Содержание мелких (менее 50мм.) обломков не должно превышать 15%. Кузбасс, Минусинский бассейн Месторождения Центрального Кузбасса, Восточного Казахстана Месторождения Восточного и Центрального Казахстана, частично Канско-Ачинского бассейна Иркутского бассейнов Канско-Ачинский бассейн В регионе нет К Т 8000-8600 8200-8400 Ж А 8000-8500 8000-8400 Г 7700-8200 Коксующиеся 2Д При невозможности использования при производстве кокса 7000-7700 2СС 3СС 1Д 1СС Отходы обогащения: промпродукт, шлам 69007350 3Б Марка угля. 2Б 61007100 Спек Спек Пор Пор 1 Спек 9 Спек 17 40 50 Сл ип. 22 Пор 27 Пор 32 1Б 38 Теплота сгорания высшая, от - до ОС 8200-8600 66007200 61006900 Vdaf Только Кузбасс, Тува, частично месторождения Иркутской области Рисунок 6 - Схема классификации углей. 5 7 8 12 15 20 30 40 Wrt 1.2.11. Изменение свойств угля в зоне окисления В силу наклонного залегания пород один и тот же пласт может находиться на разной глубине от поверхности. Потому его верхняя часть, т.н. «выходы на поверхность», подвергается воздействию атмосферных факторов, окислению. По сути, в зоне окисления происходит процесс, обратный углефикации (метаморфизму): уменьшается относительное содержание углерода, возрастает содержание влаги, кислорода и азота. Как следствие - значительно ухудшаются потребительские свойства угля. В пределах зоны окисления по степени изменения угля можно выделить несколько уровней (подзон): - Подзона выветривания. В ее пределах уголь рыхлый (сажистый). Он совершенно не пригоден для использования в качестве топлива, но вместе с тем может быть хорошим органно-минеральным удобрением. Глубины выветривания могут достигать от одного до нескольких десятков метров от дневной поверхности, в зависимости от климатических особенностей региона и рельефа местности. - Подзона собственно окисления. В ее пределах, в зависимости от глубины, в той или иной степени уменьшается механическая прочность, теплота сгорания угля. Коксующиеся угли в зоне окисления практически полностью теряют спекаемость, превращаясь, таким образом, из очень ценного технологического сырья в ценное энергетическое топливо (угли марки СС). При классификации окисленных углей чаще всего используются показатели уменьшения теплоты сгорания (для энергетических) и спекаемости (для коксующихся). Так, в Кузбассе окисленные угли подразделяются на две группы: окисленные угли первой группы (ок.1) – снижение теплоты сгорания высшей (Qsdaf) от первых долей до 10% включительно по сравнению с таковой свежих (не окисленных) углей; окисленные угли второй групп (ок.2) – снижение Qsdaf более чем на 10%, до 20-25% для углей разных марок. Окисленные угли из-за их относительной дешевизны часто поступают на рынок нашего региона. Обозначаются они абравиатурой ДРок1(2), ТРок1(2) и т.д.. Для них характерна пониженная прочность, отсутствие блеска, округлая форма обломков. К весьма наглядным признакам окисленности угля относятся наличие бурых налетов гидроокислов железа, малая крепость породных включений. Такие угли, особенно окисленные второй группы (ок2), из-за низкой теплоты сгорания для отопления практически непригодны, хотя могут иметь довольно низкую зольность. 1.2.12. Самовозгораемость угля Явление самопроизвольного возгорания угля в недрах и при хранении имеет довольно широкое распространение. Основной причиной этого является адсорбция углем кислорода и повышение температуры за счет процессов окисления. Склонность углей к самовозгоранию зависит от многих факторов. Прежде всего, от марочной принадлежности: с ростом степени метаморфизма (углефикации) самовозгораемость уменьшается, т.е. бурые угли более склонны к самовозго- ранию, чем каменные, а каменные более, чем антрациты. В связи с этим по степени самовозгораемости угли подразделяются на 2 группы: - 1-я группа – антрациты и каменные угли марки Т; температура воспламенения их достигает 700 градусов; - 2-я группа – каменные и бурые угли с температурой воспламенения около 300 0С. Более опасные по самовозгораемости - фюзенитовые и первично (природно) окисленные разности угля. Способность к окислению возрастает также с уменьшением крупности угольных обломков. 1.3. Минерально-сырьевая база топливной промышленности юга Сибири и Казахстана Запасы угля в нашем регионе, в отличие от других теплоносителей органического происхождения (нефти, газа, горючих сланцев, торфа), практически неограниченные. Причем значительная их часть находится в хорошо освоенных районах. Большая часть запасов пригодна для отработки дешевым и безопасным открытым способом. Расположение основных объектов угледобычи, которые являются (или могут являться в перспективе) поставщиками топлива в наш регион, приведены на соответствующем рисунке. Состояние (количество) запасов приведено в таблице. Таблица - Основные месторождения угля Сибири и Восточного Казахстана Бассейн, месторождение 1 1. Кузбасс 2. Горловский бассейн 3.Минусинский бассейн (Хакасия) 4.Улугхемский бассейн 5.Канско-Ачинский бассейн 6.Саяно-Партизанское м-ние 7.Иркутский бассейн Запасы, млрд. т. ДоИз них Предв. Марка угля стооткрыоцевертая отненные ные раб, % 2 3 4 5 Российская Федерация Каменные: 62,5 16,5 40 от Д до А Бурые, 3Б 0,2 н/д Антрациты 0,26 0,12 50 Каменные, Д 5 0,4 40 Каменные, Гкокс., Ж 0,65 н/д н/д Бурые, 2Б, 3Б 83,1 32,7 100 Каменные, Г 1,3 н/д От 3Б до ГЖ 7,5 4,8 60 Добыча млн.т .в год Срок, лет 6 7 150 600 - - 0,5 700 8 800 н/д 30-40 2500 - - 30 400 1.Карагандинский бассейн 1 2.Экибастузский бассейн 3.Майкюбенский бассейн 4.Месторождение Каражира 5.Шубаркольское месторождение Республика Казахстан Каменные, Гкокс.-ОС 7,7 1,1 Бурые, 3Б 0,6 2 3 4 Каменные, СС 10,9 0,1 н/д 5 н/д н/д н/д 6 н/д 7 - Бурые, 3Б 1,9 0,06 50 1,5 1000 Бурые, длиннопламенные (3БД) Бурые, длиннопламенные (3БД) 1,6 - 100 1,5 1000 0,8 - 100 2 400 Рис.7 Глава 2. Использование угля в «малой энергетике» 2.1. Котельные и топочные устройства. Количество и разнообразие типов котлов и, соответственно, топочных устройств, используемых в малой энергетике, огромно. Так, только в Алтайском крае на 2610 промышленных котельных установлено более чем 5000 котлов разных модификаций. Основным видом топлива для них является уголь (суммарная установленная мощность твердотопливных котлов составляет 70% от мощности всего парка кот- лов, при этом в них сжигается 80% годового расхода условного топлива). Среди твердотопливных котлов преобладают котлы мощностью до 1 Гкал/ч с ручным забросом топлива (90% от общего количества), при этом их суммарная мощность составляет всего 52% при потреблении 62% угля. Проведенные в последнее время работы по газификации, реконструкции котельных мало что изменили в данной отрасли, разве что баланс выработки тепловой энергии и, соответственно расхода угля сдвинулся в сторону котельных малой мощности. 2.1.1. Классификация котлов В промышленной и коммунальной энергетике для выработки пара и тепловой энергии используются, как правило, котлы мощностью до 20 Гкал/ч. Классифицировать их можно по следующим принципам: По типу теплоносителя: паровые (насыщенный пар давлением 9-13 атм. и перегретый пар с давлением до 23 атм. и температурой до 380 оС); водогрейные (обычно с температурой воды на выходе не более 115оС); пароводогрейные (смешанная выработка насыщенного пара и горячей воды). По типу топлива: природный газ; жидкое топливо (мазут различных марок, дизтопливо); уголь различных марок и классов; отходы (промышленные и бытовые). Угольные котлы по типу топочного устройства: топки с ручным забросом; топки ПМЗ-РПК; механизированные колосниковые топки типа ТЧЗМ, ТЛЗМ (прямого и обратного хода); топки с «шурующей планкой»; вихревые топки; топки низкотемпературного «кипящего» слоя. По типу производства: выпускаемые специализированными (лицензированными и сертифицированными) предприятиями; кустарного производства; По типу поверхностей нагрева: стальные сварные котлы; котлы с чугунными литыми поверхностями нагрева. Паровые котлы, используемые в коммунальной энергетике, предполагают установку в котельной пароводяных теплообменников (бойлеров). Котлы являются поднадзорными органам Госгортехнадзора РФ и выпускаются только на специализи- рованных предприятиях. Подавляющее большинство выпускается Бийским котельным заводом. Основные типы котлов производства ОАО «БиКЗ»: ДКВр мощностью от 2,5 до 20 т. пара/час; КЕ мощностью от 2,5 до 25 т. пара/час; ДЕ мощностью от 2,5 до 25 т. пара/час (только на газообразном топливе); блочные котлы типа КПС и ДСЕ мощностью от 0,5 до 2,5 т. пара/час. До 1991 года в большом количестве на Алтай поставлялись паровые котлы Е-1/9 производства Монастырищенского машиностроительного завода (Украина). К настоящему времени из-за проблем с поставкой ремкомплектов большая часть котлов данного типа демонтирована. Водогрейные котлы являются наиболее распространенными в «малой энергетике». Основными их производителями являются Дорогобужский котельный завод, АО «БиКЗ. Кроме того, на рынок Западной Сибири с конца 90-х годов активно продвигает водогрейные котлы малой мощности ОАО «Сибтепломонтаж» и другие, см приложение 7. Котлы кустарного производства выпускаются в значительных количествах многочисленными мелкими фирмами, в основном для сельских районов. Наиболее распространенные типы котлов – Братск, НР, Алтай, КВС, Универсал. Мощность котлов колеблется от 0,2 до 0,8 Гкал/ч. Наиболее распространенная конструкция – прямоугольная, реже шатровая, набранная из наклонно установленных трубных панелей из труб 76…108 мм. Котлы отличаются низкой эффективностью и малым сроком службы, однако низкая цена и простота ремонта привлекают сельских потребителей. 2.1.2. Типы топочных устройств При производстве тепловой энергии в «малой энергетике», т.е. на котельных малой и средней мощности и в быту чаще всего используются топочные устройства для слоевого сжигания топлива. В зависимости от способа подачи топлива и организации обслуживания слоевые топки подразделяются на ручные, полумеханические и механизированные. По способу сжигания топлива (положению колосниковой решетки и слоя топлива) среди них можно выделить следующие основные типы: топки с неподвижной колосниковой решеткой и неподвижным слоем топлива; топки с неподвижной колосниковой решеткой и подвижным (перемещающимся по ней) слоем топлива; топки с движущейся колосниковой решеткой. Принципиальные схемы топок приведены на рис. 8, краткие их характеристики изложены ниже. Топки с ручным забросом угля. Устанавливаются, как правило, на котлах кустарного производства, а также на водогрейных котлах производства ОАО «БиКЗ», Братского машиностроительного завода, ОАО «Сибтепломонтаж» и др. Конструкция колосниковых решеток самая разнообразная. Основные их типы: неохлаждаемые, собираемые из чугунных литых колосников и водоохлаждаемые, представляющие собой, как правило, трубную панель с приваренными в межтрубный зазор перфорированными уголками или листовой проставкой. Характерной особенностью этого типа топочных устройств является цикличность их работы. Цикл от заброса топлива до удаления очаговых остатков (так называемой «подрезки» слоя) составляет от 1 до 3 часов в зависимости от мощности котла. При номинальной средней за цикл нагрузке котла мгновенные значения нагрузок меняются от 60 до 120% от номинальной. Колебания абсолютных значений КПД котла в течение цикла теоретически достигают от -10% до +2% от среднего значения за цикл, фактически же значительно больше. Преимущества: низкая стоимость, простота изготовления и ремонта; отсутствие механических движущихся и изнашивающихся узлов, довольно длительный срок эксплуатации; Рисунок 8. - Схемы топок для сжигания твердого топлива в слое: а – с ручной горизонтальной колосниковой решеткой, б – с забрасывателем на неподвижный слой, в – с шурующей планкой, г – с наклонной колосниковой решеткой, д – вертикальной, е – с цепной решеткой прямого хода, ж - с цепной решеткой обратного хода с забрасывателем. отсутствие затрат электроэнергии при подаче топлива и удалении шлака. Недостатки: крайне низкая эффективность работы; сложность при наладке режимов работы котлов, значительное влияние человеческого фактора на эффективность и надежность их работы; значительная зависимость значительная зависимость эффективности работы от качества и свойств сжигаемого топлива. Топки ПМЗ-РПК. Полумеханические топки, широко применялись до середины 80-х годов на котлах производства Бийского котельного завода мощностью до 10 т пара /час (5,6 Гкал/ч). Представляют собой неподвижную решетку с поворотными колосниками и установленными на фронтовой стене котла одним или двумя пневмомеханическими забрасывателями угля. По характеристикам процессов горения схожи с топками с ручным забросом. Толщина слоя на решетках «ручных» топок и топок ПМЗ-РПК (по условиям эффективной работы) выбирается с учетом фракционного состава и свойств угля и составляет, как правило, от 90 до 140 мм. Преимущества: ввод топлива механизирован, упрощен вывод шлака с решетки (поворотом рычагов, сочлененных с колосниками); низкие затраты на электроэнергию. Недостатки: низкая эффективность работы; сложность наладки режимов работы котлов; необходимость ручной шуровки при сжигании шлакующихся и спекающихся углей; значительная зависимость эффективности работы от качества и свойств сжигаемого топлива. Механические топки ТЛЗМ, ТЧЗМ. В данном типе топок механизирован не только заброс топлива, но и удаление шлака. Устанавливаются они на паровых котлах типа КЕ мощностью от 4 до 25 т. пара /час и на водогрейных котлах КВТС мощностью от 4 до 20 Гкал/ч. Основной производитель – Кусинский машиностроительный завод. С 2000 года выпускаются на ОАО «БиКЗ». Топки представляют собой движущуюся решетку прямого или обратного хода с одним или двумя пневмомеханическими забрасывателями угля. Предусмотрена возможность позонного регулирования дутья при сжигании угля различного качества и фракционного состава (от 3 до 6 зон в зависимости от тепловой мощности решетки). В 1-ю по ходу движения зону подается около 10% воздуха, в последнюю, дожигательную, зону – от 10 до 20%. Для снижения потерь тепла с химическим и механическим недожогом котлы оборудуются системами острого дутья и возврата уноса. Регулирование нагрузки в пределах от 30 до 100% от номинальной мощности производится изменением расхода топлива, воздуха и скорости движения решетки. Толщина слоя сбрасываемого шлака составляет от 80мм для спекающихся углей до 120 мм для бурых. Преимущества: сжигание топлива полностью механизировано, ручная шуровка требуется только при использовании сильно шлакующихся углей; возможность наладки режима горения угля; достаточно высокая эффективность сжигания углей с различными характеристиками при условии соблюдения режимных карт эксплуатации котлов; возможность автоматизированного регулирования процессов сжигания топлива. Недостатки: высокая стоимость (от 0,6 до 1,3 млн. руб.); низкая надежность работы, необходимость приобретения ремкомплектов на предприятиях-изготовителях; значительные затраты электроэнергии на привод решетки, питателей топлива, конвейеров шлакозолоудаления и топливоподачи, дробилки; повышенные требования к качеству и фракционному составу угля. Топки с «шурующей планкой». Механические топки, применяются с 80-х годов на котлах «Братск» мощностью до 0,8 Гкал/ч. производства Братского машиностроительного завода и с 90-х годов на котлах типа КВ мощностью от 0,54 до 1,6 Гкал/ч, а также на котле ДСЕ-2,5-14 производства Бийского котельного завода. Отличительной особенностью является цикличность работы топки. Перемещением планки по глубине топки обеспечивается ввод угля из бункера на решетку и вывод шлака в канал ШЗУ. Длительность цикла подбирается при проведении наладочных работ в зависимости от свойств угля, форсировки котла и составляет от 6 до 15 минут. Преимущества: невысокая стоимость (150-180 тыс. руб.); сжигание топлива полностью механизировано; возможность наладки режима горения угля; высокая эффективность сжигания углей с различными характеристиками при условии соблюдения режимных карт эксплуатации котлов; автоматизация регулирования процессов сжигания топлива. Недостатки: большое количество движущихся и изнашивающихся узлов, низкая надежность работы, значительные ремонтные затраты; высокий удельный расход электроэнергии на выработку тепла; повышенные требования к качеству и фракционному составу угля. Вихревые топки. Предназначены для сжигания мелкофракционных отходов производства деревообрабатывающих и зерноперерабатывающих предприятий (опилки, лузга зерновых и масличных культур). Отличительной особенностью является организация устойчивой вихревой зоны в объеме топки, позволяющей существенно увеличить время пребывания мелкодисперсных частиц и обеспечить практически полное их выгорание. Для котлов промэнергетики серийно не выпускаются, вихревое сжигание достигается реконструкцией топочной камеры и системы ввода воздуха и топлива. Преимущества: возможность эффективного сжигания отходов производства; сжигание топлива полностью механизировано; возможность наладки режима горения угля; отсутствие движущихся узлов; Недостатки: значительные капитальные затраты на реконструкцию; необходимость строгого соблюдения режимных карт, повышенные требования к квалификации эксплуатационного персонала. Топки низкотемпературного «кипящего» слоя (НТКС). Предназначены для сжигания низкосортных углей, отходов углеобогащения, шлака со слоевых котлов, других твердых топлив, непригодных для сжигания в других типах топочных устройств. Отличительной особенностью топок данного типа является то, что сжигание топлива производится в слое инертного материала, содержание горючих в котором составляет 4-5%. Под решетку подается воздух с напором, равным сопротивлению слоя, что приводит к так называемому «псевдоожижению» слоя. В основном организация сжигания топлива в НТКС достигается реконструкцией твердотопливных котлов. Исключение составляет котел КЕ-10-14ПС, выпускаемый ОАО «БиКЗ». Преимущества: возможность сжигания широкого спектра низкосортных топлив; высокий КПД котлов; увеличение мощности котлов в 1,4-1,5 раза; полная автоматизация работы котла, включая растопку; сокращение выбросов оксидов серы и азота; Недостатки: значительные капитальные затраты на реконструкцию; повышенный расход электроэнергии на выработку тепла; высокие требования к квалификации эксплуатационного персонала; жесткие требования к фракционному составу топлива. В последнее время появилось много конструктивных решений для котлов малой мощности. Из них можно назвать т.н. «Котлы беспламенного горения» и котлы системы «Терморобот». Котлы беспламенного горения. Преимущества: минимальная потребность в использовании электроэнергии; простота в обслуживании, минимальные затраты труда и времени; Недостатки: невозможность регулировки процесса горения; необходимость использования отсортированных углей с низкими значениями выхода летучих веществ. Котлы системы «Терморобот» Преимущества: простота в обслуживании, минимальные затраты труда и времени; высокий КПД котлов; Недостатки: высокая стоимость оборудования. Разнообразие типов топочных устройств используемых в быту не поддается учету. В конструкции некоторых из них использованы инженерные решения, претендующие на оценку их как изобретение. В других случаях это приспособления для сжигания топлива, а отнюдь не для эффективного отопления. 2.2. Особенности использования углей разных марок и сортов Для использования в коммунально-бытовых и бытовых целях поступают угли практически всех марок, за исключением коксующихся (Гкокс, Ж, К, ОС). Последние, являясь дефицитным сырьём для коксохимической промышленности, если и направляются для использования в энергетике, то только в виде отходов углеобогащения (промпродукт, шлам), см. таблицу. Таблица – Основные типы углей, используемых в Алтайском крае. Влага Теплота Бассейн, местоЗольность, Марка Класс общая, сгорания, рождение % % ккал/кг 1 2 3 4 5 6 Р 30-40 5-15 3700-3900 Канско-Ачинский 2Б бассейн Сорт 30-35 5-10 3800-4000 1 2 3 4 5 6 Р 18-22 5-12 4300-5000 Канско-Ачинский 3Б бассейн Сорт 18-22 4 -10 4500-5200 Р 17-20 25-35 4000-4500 Восточный Казах3Б - Д стан Сорт 15-17 15-20 4400-5000 3Б Р Р-з «Мунайский» 30-35 10-20 3200-4000 Р Центральный Куз14-20 10-15 4600-5000 Д басс, Караканская Сорт 14-16 10-15 4800-5300 группа Сорт 12-14 10-20 4900-5300 Минусинский Д бассейн СШ 12-16 15-25 4800-5200 Д, ДГ, Гэн. СС, Т Г-ОС Г-ОС Смеси энергет. Р Сорт Отсевы Р Сорт Отсевы Шлам Промпродукт Г2, Г3 Кузбасс Кузбасс 10-15 8-15 12-20 6-10 5-8 6-12 20-25 6-13 15-25 15-25 15-25 12-25 10-15 15-25 20-45 25-45 4900-5600 5000-5700 4400-5400 5000-6000 5500-7000 5000-6500 3000-5100 3000-5100 Кузбасс 10-15 20-40 4000-5000 Кузбасс Кузбасс Мы уже знаем, что угли разных марок обладают различными свойствами. Совершенно очевидно, что при сжигании эти различия обязательно проявляются. Их необходимо знать и учитывать при подборе топлива и выборе режимов сжигания. Для того, чтобы более полно и осмысленно разобраться в данном вопросе, рассмотрим коротко сам процесс горения угля. Органическая (горючая) масса угля состоит из летучих веществ и твёрдого (коксового) остатка. Летучие вещества составляют от 60% и более в бурых углях до нескольких процентов в антрацитах. В процессе сгорания угля можно выделить два этапа. На первом происходит сушка топлива, затем за счёт термической деструкции происходит выделение летучих веществ, которые при достаточном количестве кислорода быстро сгорают, давая длинное пламя, но незначительное количество тепла. Потом выгорает нелетучий (коксовый) остаток. Интенсивность выгорания нелетучего остатка и температура его воспламенения (реакционная способность) для углей разной степени метаморфизма различны - чем выше степень метаморфизма, тем ниже реакционная способность, т.е. выше температура воспламенения, ниже интенсивность горения. Вместе с тем количество выделяемого единицей топлива тепла (теплота сгорания) при этом значительно возрастает. Поэтому угли марок Б, Д, Г из-за высокого выхода летучих веществ и высокой реакционной способности коксового остатка быстро разгораются, но и быстро сгорают. Часто дают много копоти, за что в Донбассе получили название «курные». Угли этих марок наиболее распространены, пригодны практически для всех топок со слоевым сжиганием. Но именно высокий выход летучих веществ и высокая реакционная способность обусловливают необходимость строго соблюдать соотношение количества подаваемого воздуха к единовременно загруженному количеству топлива. Для экономичного горения эти угли должны подаваться небольшими порциями - для того, чтобы быстро выделяющиеся летучие вещества успевали связываться кислородом воздуха, т.е. сгорали полностью. Визуально экономичное горение угля выражается в соломенно-жёлтом пламени в топке и светло-сером дыме. Неполное сгорание летучих веществ выражается в багровом пламени и чёрном или буровато-чёрном дыме. Последнее наглядно можно наблюдать по утрам и вечерам, при пересмене на котельных, когда после чистки топок их загружают большим количеством топлива. Средне и высоко метаморфизованные угли - СС, Т, А - разжечь труднее. Иногда для их розжига необходимо применять более «легкие» угли. Зато горят они более длительное время и выделяют намного больше тепла. Требования к объёму топочного пространства и к количеству единовременно загружаемого топлива для этих углей не такие жёсткие, как для низко метаморфизованных ввиду того, что они «работают» в основном за счёт коксового остатка. Но режим поддува для этих углей особенно важен. При недостатке воздушной струи горение происходит медленно, возможно даже его прекращение. При чрезмерной подаче воздуха возможно повышение температуры в топке до критической и потери тепла за счёт его выноса. Визуально избыток воздуха проявляется в ярко-белесом пламени. Вышеназванные марки угля являются наиболее приемлемым топливом для бытовых печей, которые должны иметь относительно небольшой объём топки, хорошую и регулируемую естественную тягу. Эффективное сгорание угля в слое происходит неравномерно, и только в зоне так называемого деятельного слоя, толщина которого, прежде всего, зависит от крупности кусков угля и приблизительно равна 2-3 их диаметрам. Это свойство, наряду с реакционной способностью угля (скоростью возгорания и горения), необходимо учитывать при разработке технологических схем отопления. И потому угли, используемые для слоевого сжигания, подлежат сортировке. Особенно это важно для углей низких и высоких стадий метаморфизма - Б, Д, Т, А. Но потребительские свойства и других углей значительно улучшаются при более однородном их гранулометрическом составе. Объясняется это просто. При сжигании «разнокалиберного» угля сначала происходит выгорание мелких фракций, а потом более крупных. Но за счёт того, что образовавшаяся зола обволакивает ещё не сгоревшие крупные куски, они без достаточного доступа кислорода затухают, образуя т.н. механический недожог. При однородном грансоставе такое происходит в значительно меньшей степени. Очевидно, что загрузка в топку мелкого, а также рядового угля, в котором преобладают мелкие классы, должна производиться небольшими порциями, чтобы слой топлива не превышал мощность деятельного слоя. Но при этом не всегда возможно, особенно при экстремальных погодных условиях, обеспечить необходимую производительность котельной. Увеличение же загрузки сверх оптимальной может привести к уменьшению КПД за счет повышенного недожога и уноса. Общеизвестно, что для котлов, оборудованных топками с движущимися колосниковыми решетками и с дробилками для предварительного измельчения топлива пригодны рядовые угли низкой степени метаморфизма (Б, Д, ДГ), в том числе и карьерной добычи. Гранулометрический состав угля на них не имеет существенного значения. Главное, чтобы штыбистость (содержание классов – 13(10) мм.) не превышала 60%. Для котлов с неподвижными или поворотными колосниками проектным топливом являются отсортированные согласно ГОСТ 19242-73 угли энергетических марок (от Б до А). При этом для котлов с механизированной подачей топлива и золоудаления пригодны угли средних классов (О, М), для котлов с ручным обслуживанием предпочтительней крупные классы (П, К). Сортовые угли в регионе являются дефицитным товаром, так как в основной массе отправляются на экспорт и в европейскую часть РФ. Кроме того их использование на котельных у нас считается зазорным из-за более высокой цены. Это мнение обусловлено тем, что при организации углеснабжения наши потребители учитывают цену, а не стоимость товара. Потому и остается в нашем крае до сих пор «ДР (0-300)» эталонным топливом для всех случаев, в том числе и для бытовых нужд. Но «ДР» настолько неопределенное понятие, что под его «брендом» в край поступают и отсевы, и окисленные угли, и смеси углей разных марок, в том числе и шлам несколько «сдобренный» кусковым углем. При использовании угля на вышеперечисленных типах котлов определяющим показателем его потребительской ценности является гранулометрический (кусковой) состав. Установлено, что в зависимости от содержания в угле обломков мелких классов (-13(10) мм.) изменение КПД котлов по отношению к их паспортным значениям и, соответственно, удельные расходы топлива имеют следующий характер, см. рис. 9 и 10. Тепловые нагрузки 100 Уменьшение КПД котла, % 90 80 до 30% 30-50% 70 50-70% 70-90% Пре де льные 60 50 40 М=0 М=10 М=20 М=30 М=40 М=50 М=60 М=70 М=80 Соде рж ание ме лких классов (-13 (10)мм.),% Рисунок 9 – Изменение КПД котлов и их максимальной мощности от неоднородности грансостава (содержание мелких классов (-13(10)мм.)) угля и величины тепловой нагрузки по отношению к их паспортным значениям. Удельные расходы топлива, в кг. у.т. на 1 Гкал. 450 Тепловые нагрузки 400 350 до 30% 30-50% 300 50-70% 70-90% Пре де льные 250 200 150 М=0 М=10 М=20 М=30 М=40 М=50 М=60 М=70 М=80 Соде рж ание ме лких классов (-13 (10)мм.),% Рисунок 10 - Зависимость удельных расходов угля (в кг. условного топлива) от его гранулометрического (кускового) состава и уровней тепловой нагрузки на котел (при КПД пасп. = 75%). Необходимо отметить также специфику использования спекающихся углей. Они к нам поступают в значительных количествах. Это, в основном, угли марок Гкокс., СС, КС, промпродукт, а иногда и свежий шлам с обогатительных фабрик. Особенностью их является то, что при загрузке в топку, особенно толстым слоем, при термическом воздействии они переходят в пластичное состояние и образуют т.н. «коксовую шапку» малопроницаемую для газов. В таком случае интенсивность горения сильно снижается. Во избежание этого угли данного типа требуют более интенсивной шуровки (перемешивания) и загрузки незначительными порциями. Весьма существенные осложнения могут возникать при использовании углей с повышенными содержаниями жирных кислот и смолы полукоксования. К таковым относятся угли месторождения Каражыра (Восточный Казахстан), некоторых шахт и разрезов центральной части Кузбасса. При сжигании их в условиях недостаточного притока кислорода образуется большое количество копоти, которая «конденсируясь» образует налеты на стенках газо-дымоходов, что препятствует теплообмену и даже может приводить к их непроходимости. Такие угли нужно сжигать только при достаточном поддуве и повышенной температуре дымо-газовых уносов. Как видим, даже из краткого обзора особенностей использования углей разного типа становится понятным, что технологически и экономически эффективное использование данного типа топлива совсем не простое дело. Поэтому желательно не только к разным типам котлоагрегатов, но и к конкретным топкам подбирать наиболее приемлемые типы угля (проектное топливо) и разрабатывать технологические схемы его сжигания при разных исходных условиях. Глава 3. Организация углеснабжения. 3.1. Расчеты при выборе вариантов углеснабжения Расчет потребного количества топлива для организации теплоснабжения населенных пунктов производится исходя из типа и объема отапливаемых зданий и сооружений, их технического состояния, климатических условий и других факторов. Эти данные приведены в соответствующих строительных нормах и правилах (СНиП), справочных и руководящих документах. В данной работе приведена методика расчетов потребного количества угля, разработанная в комитете администрации Алтайского края по жилищнокоммунальному и газовому хозяйству, с дополнениями авторов. 3.1.Определение тепловых потерь зданий и сооружений (необходимого количества тепловой энергии). Теплопотери (потребное количество тепла) зданий принимается по их проектным данным. При отсутствии таковых они вычисляются по формуле: Qoгод =Vн *qo*L*(tвн-tср)*no*24*10-6 , Гкал. год Где Qo – Потребное количество тепла для отопления объекта в течение отопительного сезона; Vн – Наружный строительный объем здания, м3. Определяется путем обмера; qo – Удельная относительная характеристика здания. Определяется по таблицам или графикам, прил. 2.1.,2.2.; L – Районный коэффициент, для условий Алтайского края он составляет от 0,9 до 0,95. В последнее время данный коэффициент исключен согласно письму ЗАО «Роскоммунэнерго» от 10.09.2008 г. № 22-274; tвн – Расчетная температура внутреннего воздуха, 0С. Определяется по таблице, прил. 2.5; tср – Средняя температура наружного воздуха за отопительный сезон, 0С. Определяется по таблице, прил. 2.4; no - Продолжительность отопительного сезона, сутки. Принимается согласно таблице, прил.2.4; 24 – Продолжительность работы системы центрального отопления в течение суток, час. Определение необходимого объема выработки тепла. Общий объем выработки тепла каждой конкретной котельной определяется по формуле: ∑Q = Qгод+ Qс.н+ Qпот.., Гкал. Где ∑Q – Плановый объем выработки тепловой энергии, Гкал.; Qгод – Объем годового полезного отпуска тепла как сумма всех потребителей, Гкал.; Qс.н – Объем тепла расходуемого на собственные нужды, Гкал. Принимается не более 3,5% от Qгод; Qпот – Суммарный объем потерь тепла в тепловых сетях при его транспортировке, Гкал. Определяется по формуле: Qпот= q пoт*Vтр.*l, Гкал. Где q пoт – Удельные среднестатистические потери в тепловых сетях за отопительный сезон (принимаются в размере 35 Гкал на 1 м3 емкости сетей); Vт – Внутренний объем 1 км тепловых сетей в двухтрубном исполнении, м 3. Определяется расчетом или по соответствующим таблицам. l – Протяженность тепловых сетей, км. Величина тепловых потерь при этом не должна превышать 15% от общего годового объема выработки тепла Но эти расчеты не могут претендовать на достаточно высокую степень корректности, так как при их проведении используются весьма приблизительные данные и могут присутствовать элементы субъективности: - многие здания и сооружения, особенно в сельской местности, являются нетиповыми, потому их теплотехнические характеристики требуют определения путем сложных и дорогостоящих исследований или приравнивания к аналогичным типовым объектам; - климатические показатели (средние температуры, скорость ветра), принимается по аналогии с ближайшими городами в которых имеются метеостанции. Но ведь они бывают разными не только в пределах отделенных климатических зон, но даже в пределах конкретных населенных пунктов. Расчетные данные могут рассматриваться как сугубо приблизительные и использоваться только для планирования, а не учета. Для учета выработанной и использованной тепловой энергии в настоящее время широко внедряются приборные методы. И в ближайшей перспективе это будет обязательным мероприятием. 3.1.2. Расчет потребного количества топлива (угля). Потребное количество угля, согласно существующим методическим пособиям и рекомендациям определяется по формуле, учитывающей количество вырабатываемой тепловой энергии, КПД котельной, тепловой эквивалент топлива. Расход условного топлива определяется по формуле: Pу=Q/7/ Где Ру – Расход (удельный расход) топлива, т.у.т.; Q - количество вырабатываемого тепла, Гкал; 7- теплота сгорания условного топлива, Гкал/т; - КПД котельной. Принимается согласно паспорту на данный тип котла, с учетом времени его эксплуатации. Но во многих случаях, эти данные далеки от действительных. Потому для получения корректных сведений необходимо проведение соответствующих теплотехнических исследований (см. раздел «Энергосбережение»). Для определения потребности в угле с заданными (предполагаемыми) параметрами качества пересчет удельного расхода условного топлива на рассматриваемое (Рк ) производится по формуле: Рк= Pу /Эт Где: Эт - Тепловой эквивалент, определяемый как отношение низшей теплоты сгорания данного топлива (Qri) к теплоте сгорания условного топлива: Эт= Qri /7000 ккал/кг. По нашему мнению, расчет потребного количества топлива (М) гораздо корректней определять как произведение потребного (выработанного) количества тепловой энергии (Q) на величину удельного расхода (Ур): М = Q * Ур (условное топливо) М = Q * Ур / Эт (натуральное топливо) До настоящего времени при определении величины удельного расхода угля на единицу вырабатываемой тепловой энергии используется единственный показатель его качества – теплота сгорания. Но это может иметь место лишь для условий пылевидного сжигания и, в меньшей мере, для котельных с движущимися колосниковыми решетками, где при пневмомеханическом забросе топлива происходит его дифференциация по гранулометрическому составу, что обеспечивает достаточно эффективное выгорание слоя. На котельных, оборудованных топками с неподвижными или поворотными колосниковыми решетками (особенно с ручным обслуживанием), удельные расходы топлива зависят не только и не сколько от теплоты его сгорания. Значительную роль при этом имеет физическое состояние угля: однородность его гранулометрического состава; зольность; влажность; окисленность; спекаемость. Особо значимо влияние однородности гранулометрического (кускового) состава топлива. Так, удельные расходы отсортированного угля в некоторых случаях практически в два раза ниже рядового. К тому же, как следует из данных изложенных в разделе 2.2. КПД котлов и, соответственно, расход угля зависит и от степени тепловой нагрузки. Применяя эти закономерности можно гораздо эффективней планировать поставки и использование угля. При этом желательно бы перейти на учет топлива не в товарном, а в стоимостном выражении, в нашем случае в удельной стоимости угля на единицу произведенной тепловой энергии. Стоимость топлива в производимой единицы тепловой энергии (удельная стоимость) будет складываться из цены угля у производителя (продавца) и так называемых сопутствующих (дополнительных) расходов: железнодорожного тарифа, затрат на погрузо-разгрузочные работы, автоперевозку, хранение. Возможно в эту стоимость необходимо включить затраты электроэнергии, труда обслуживающего персонала. Удельная стоимость определяется как произведение удельного расхода топлива на его стоимость. В качестве примера, определим удельную стоимость углей основных типов для наиболее удаленного от железной дороги Чарышского района (рис. 11) и Удельная стоимость, руб./Гкал г. Алейск, находящегося непосредственно на ж. д. станции (рис.12) по состоянию на весну 012г. и учитывая только транспортные расходы по доставке топлива к потребителю. 1600 1400 1200 Низкие 1000 Средние Высокие 800 600 400 Пром Дрок ДР Дсорт ДГ сорт СС, Т сорт Типы угля Марка, сорт Промпродукт ДРок1 ДР Д сорт ДГ сорт СС. Т сорт Теплота сгорания, ккал/кг. 4400 4200 5100 5000 5600 6500 Исходные данные Стоимость, руб./тонна Содержание меЦена, ст. Автотранслочи, % Алейская порт 50 1450 800 75 1600 800 50 1800 800 10 2100 800 10 2300 800 5 3000 800 Всего 2250 2400 2600 2900 3100 3800 Удельная стоимость, руб./Гкал Рисунок 11. – Предполагаемая удельная стоимость угля в единице тепловой энергии (1 Гкал) в Чарышском районе. 1100 1000 900 Низкие 800 Средние 700 Высокие 600 500 400 Пром Дрок ДР Дсорт ДГ сорт СС, Т сорт Типы угля Исходные данные Марка, сорт Теплота сгорания, ккал/кг. Содержание мелочи, % Промпродукт ДРок 4400 4200 50 75 Стоимость, руб./тонна Цена, ст. АвтотрансВсего Алейская порт 1450 50 1500 1600 50 1650 ДР Д сорт ДГ сорт 5100 5000 5600 50 10 10 1800 2100 2300 50 50 50 1850 2150 2350 СС. Т сорт 6500 5 3000 50 3050 Рисунок 12. – Предполагаемая удельная стоимость угля в единице тепловой энергии (1 Гкал) в г. Алейске. Вышеприведенное наглядно указывает, что при малых нагрузках возможно и должно использование малоценных, но дешевых углей, особенно в регионах, расположенных вблизи железной дороги. В холодные, а в особенности экстремальные по температурам периоды, высококачественным сортовым углям альтернативы нет. Для обеспечения наиболее экономически эффективного углеснабжения и корректного учета расходования топлива для каждого теплоснабжающего предприятия может быть предложена простейшая компьютерная программа, учитывающая типы котлов, местоположение объекта в транспортной инфраструктуре, периоды ОЗП (тепловые нагрузки) и др. факторы. 3.2. Организация поставок угля В настоящее время на рынке угля ситуация меняется к лучшему, он становится более цивилизованным и предсказуемым. Меньше становится фирмоднодневок, а оставшихся конкуренция заставляет все больше внимания уделять качеству продукции, выполнению договорных обязательств. Но вместе с тем у большинства потребителей знания об угле как были, так и остаются на уровне «уголь черный, уголь красный (бурый)». А у наиболее продвинутых знания расширилось до понятия ДР 5100, причем данная аббревиатура интерпретируется не как сорт угля, а как понятие «с длинным пламенем, среднего качества и с теплотой сгорания не менее 5100 ккал/кг». А каков спрос, такое и предложение. Потому и является наш край большой угольной помойкой, куда все кому не лень пытаются «сбагрить» всяческий неликвид. Этому способствует и система госзакупок - некорректность заявок усугубляется значительным уменьшением цены в процессе торгов, часто до таких пределов, что даже самый пронырливый торговец не может поставить товар хотя бы не совсем кардинально отличный по качеству от заявленного. А защиты от поставок товара ненадлежащего качества у потребителей практически нет. Отказ от его приемки и требование замены, что декларируется в проектах контрактов, практически невыполнимы, так как основная часть поставок приходится, как правило, когда отопительный сезон уже в разгаре. Следствием этого являются огромные перерасходы топлива, многомиллионные задолженности перед поставщиками. Патронирование процесса углеснабжения со стороны чиновников приводит к тому, что производители получают как бы «дармовой» уголь, к качеству которого требования предъявляются, конечно же, гораздо меньшие, а то и вовсе не предъявляются. Но и это скоро пройдет. Поэтому уже сейчас нужно становиться цивилизованным, т.е. грамотным покупателем. А для этого необходимо, чтобы выполнялись следующие условия. Выбор поставщиков, составление договоров. Лучший поставщик - известный поставщик, поддерживающий свой имидж. Список предприятийпоставщиков угля для нужд коммунального хозяйства, предприятий и учреждений края с автономными системами отопления, бытовых нужд населения, имеющих свои площадки и пока не числящихся в списке ненадежных субъектов рынка приводится в приложении Но, в любом случае, даже при контактах с самими добросовестными партнерами необходимо весьма щепетильно относиться к заключению договоров, помня старую поговорку, что «договор дороже денег». Касательно качества продукции в договоре все должно быть четко указано: марка угля, основные параметры качества, в том числе грансостав. Так как уголь с четко фиксированными показателями поставлять практически невозможно (об этом говорилось ранее), то должны быть оговорены условия корректировки цены в зависимости от изменения его потребительских свойств. Но при приобретении топлива через участие в торгах, в том числе электронных, последнее исключается положениями 94-ФЗ, где указывается на неизменность цены. В таком случае есть «противоядие» - заключение договоров на поставку угля не в натуральном, а условном топливе. При этом возможно пересчитывать не цену, а количество топлива, используя следующие формулы: - Пересчет в условное сортовое топливо: Му =Мн*(Qф /7000)*((100-(m*0,4))/100) - Пересчет из условного в натуральное топливо: Мн =Му/(Qф /7000)/((100(m*0,4))/100) - Пересчет цены (стоимости) условного топлива: Су = Сн/(5100/7000)*((100(30*0,4))/100) Где: Му – Масса условного топлива (тут); Мн - Масса натурального топлива (тн.); Су – Стоимость условного топлива, (руб./тут); Сн - Стоимость натурального топлива, (руб./тн.); Qф – теплота сгорания натурального топлива; m - Содержание мелких (-13 (10) мм. в угле. Например. Заказан уголь ДР в количестве 500 тонн, теплота сгорания 5100 ккал/кг, содержание мелких классов не более 30%. Остальные показатели можно и не указывать, так как значения влаги и золы входят в пересчет теплоты сгорания, выход летучих определяет принадлежность угля к той или иной марке. Цена - 1700 руб./тонна. Общая стоимость – 850000 руб. В пересчете на условное проектное (сортовое) топливо количество угля составит 500*((5100/7000)*((100-(30*0,4))/100) = 320,57 тут, цена – 1700/(5100/7000)*(100-(30*0,4))/100) = 2651,52 руб./тут. Общая стоимость – 320,57*2651,52 = 850000 руб. Получен уголь ДОМСШ (преобладает в поставках в последнее время) в количестве 500 тонн, с теплотой сгорания 4800 ккал/кг., содержанием мелких классов 65%. Производим пересчет на условное топливо с заявленными в договоре параметрами: 500* (4800/7000)*((100-(65*0,4))/100) = 253,71 тут. Стоимость товара составляет 253,71* 2651,52 = 672717 руб. Далее, производится допоставка угля на сумму 850000-672717 = 177253 руб. прежним или уже другим поставщиком. Конечно, это усложнит процесс взаиморасчетов, зато существенно упростит взаимоотношения между поставщиком и получателем. Выше приведены общие подходы к организации углеснабжения, ценообразованию. Но в настоящее время уже имеются возможности существенно уменьшить затраты на теплоснабжение, повысить его надежность путем обеспечения селективной, научно-обоснованной, поставки топлива в зависимости от типов котельных, периодов ОЗП (климатических условий), положения объектов в транспортной инфраструктуре (удаленности от железнодорожных станций или углеснабжающих предприятий). Научно – обоснованное регулирование, даже в условиях рыночной экономики возможно и необходимо, все предпосылки к этому в крае имеются. Простейшие компьютерные программы эффективного углеснабжения для многих районов края нами созданы, но пока не востребованы. Учитывая сложившиеся реалии в поставках угля для нужд предприятий ЖКХ, наличие практически единственного поставщика – ОАО УК «Кузбассразрезуголь», в настоящее время обеспечение управляемой селективной поставки угля (применительно к типам котлов, периодов ОЗП, удаленности объектов) позволило бы решить многие вопросы, связанные с повышением эффективности и надежности теплоснабжения. Прежде всего, можно было бы исключить поставки крупнокускового угля на районные котельные, где проектным топливом являются перемзмельченные рядовые угли и даже отсевы ОМСШ, МСШ, так как на них и так уголь предварительно додрабливается. И переадресацию кусковых углей на малые котельные или даже в резервные запасы для использования в периоды экстремальных погодных условий. Во-вторых можно было бы создать приоритетные условия в поставках угля для отдаленных районов, для которых затраты на поставку топлива в зимний период значительно возрастают из-за бездорожья. Можно было бы создать оперативный запас наиболее высококачественного топлива на период жестких погодных условий. Такие чисто организационные мероприятия позволили бы снизить удельные расходы топлива минимум на 15%, сто соответствует примерно 180-200 тыс. тонн угля, стоимость которого с учетом транспортных расходов оценивается в 240-250 млн. руб. Но кардинальным вариантом решения проблемы стала бы организация сортировки рядовых углей на ряде крупных железнодорожных станциях края. Благо, таковые уже во многих местах имеются, но работают, в основном, не во благо, а во вред. Дело в том, что при этом угли крупных и средних классов реализуются населению, а отсевы направляются на котельные системы ЖКХ, государственных учреждений под видом ДР, что и обуславливает значительные перерасходы топлива, регулярно фиксированные контролирующими органами администрации края. При сортировке и регулируемом, научно-обоснованном варианте поставок, при минимальных для этого затратах мы имели бы возможность получать практически новый товар с гораздо более высокими потребительскими свойствами при правильном его использовании: - при использовании сортовых углей крупных и средних классов (П, К, О, М) на котельных с котлами оборудованных неподвижными или поворотными колосниками в зимних условиях (при температурах ниже минус 7-10 0С) расход топлива в стоимостном выражении может быть уменьшен почти в два раза; Отсевы (МСШ, СШ) могут и должны использоваться: - на ТЭЦ; При этом может достигаться двойной эффект – снижение цены на топливо и затрат на топливоподготовку. Примером такого подхода может служить работа ТЭЦ ОАО «Кучуксульфат», п. Степное Озеро Благовещенского района. - на котельных с котлами, оборудованными топками с движущимися колосниковыми решетками (на районных котельных). При этом расход топлива практически не измениться, а возможно и несколько уменьшиться за счет уменьшение мехнедожога из-за более высокой однородности кускового состава. Затраты на дробление тоже могут быть уменьшены; - на иных котельных малой и средней мощности с котлами, оборудованными неподвижными или поворотными колосниковыми решетками в относительно теплые периоды года, при низких нагрузках. В этом аспекте можно было бы рассмотреть и вопрос строительства в одном из районов восточной части Алтайского края, например, вблизи г. Новоалтайска, ТЭЦ (ГРЭС) с использованием рядовых длиннопламенных углей Кузбасса, но с предварительной их сортировкой. Конечно, наилучшим вариантом было бы использование отсевов на ТЭЦ. Но даже при отсутствии спроса со стороны ТЭЦ (что может быть обусловлено лишь иной ведомственной и хозяйственной принадлежностью последних, но только не экономической целесообразностью) организация сортировки и селективной поставки угля внутри предприятий ЖКХ будет самодостаточна. Соотношение потребления топлива котельными с движущимися колосниковыми решетками, котельными колосникового типа в относительно теплые и жесткие периоды ОЗП примерно соответствует соотношению кусковому (гранулометрическому) составу поставляемого угля (60% классов М, С, Ш, 40% - П, К, О). В принципе, в данном предложении нет ничего революционного, Разделение рядовых углей на классы по крупности (сортировка) с последующим его использованием на разных типах топок практикуется давно во многих странах дальнего и ближнего зарубежья. У нас же, научно-обоснованных программ, основанных на учете всего комплекса показателей качества угля, определяющих его полную потребительскую ценность, выраженную в единицах удельной стоимости применительно к типам котлов, уровней нагрузки, местоположения объектов в транспортной инфраструктуре пока не существует. Все отдано на откуп рынка, который у нас пока не очень развитый и требует научно-технического, а порой и административного регулирования. Но преимущества таковой программы (подходов) неоспоримы: - во-первых, будет получена значительная экономия топлива и средств на его закупку; - во-вторых, будет значительно повышена надежность теплоснабжения. Ведь не секрет, что при использовании непроектного сильно переизмельченного угля не редки недотопы, аварийные ситуации из-за перемерзания тепловых сетей, их разрывов за счет необходимости повышения интенсивности прокачки сетевого теплоносителя в морозные периоды; - будет значительно снижены затраты на электроэнергию, ГСМ для перевозки топлива. Экономический эффект при организации управляемого селективного углеснабжения и углепользования в системе ЖКХ составил бы не менее 300 млн. руб. в год. Требования к отгрузке и транспортировке топлива. Подавляющий объем угля с угледобывающих предприятий отправляется железнодорожным транспортом, реже - водным и автомобильным. Приемка продукции грузоперевозчиком осуществляется согласно ГОСТ 1137-64. При этом в обязательном порядке производится опробование и определение основных параметров качества продукции: влажности, зольности, выхода летучих веществ и низшей теплоты сгорания. Данные отражаются в соответствующих документах: товаротранспортных накладных, сертификатах соответствия. Транспортировка угля производится в открытых транспортных средствах навалом. Для предотвращения его потерь от выдувания применяются различные способы, в том числе укатывание, покрытие полимерной пленкой или тонким слоем связующих материалов. При погрузке и транспортировке угля в зимний период (в Сибирском регионе с 20 октября до 20 марта) проводятся мероприятия по предотвращению его от смерзания. Как правило, это предварительная проморозка с последующим рыхлением. Сортовые угли средних и крупных классов, как правило, не нуждаются в проведении вышеназванных мероприятий, так как внешняя влага их невысока. Приемка угля от грузоперевозчика. Приемка угля на оптовых складах поставщиков (потребителей) производится согласно «Инструкции о порядке приемки продукции производственно-технического назначения по количеству и ка- честву. – Госарбитраж при СМ СССР, 1964г.». При этом, касательно железнодорожных тупиков должны быть выполнены следующие условия: -Сохранность груза по количеству определяется путем взвешивания. При отсутствии такой возможности производится визуальный осмотр. Если при этом будут выявлены явные признаки недовеса или потерь (в т. ч. хищения) топлива, производится контрольное взвешивание в присутствии ответственных лиц МПС. -Для определения соответствия качества поставленного угля данным, приведенным в сопроводительных документах, обязательным является проведение опробования и лабораторных исследований угля. При этом, в зависимости от конкретных условий, могут быть применены следующие этапы (уровни по достоверности) исследований: -Предварительный. Включает визуальное обследование. При явных признаках соответствия параметров качества, заявленным в сертификатах или других сопроводительных документах, данный уровень может быть достаточным. Конечно, такой уровень контроля возможен только при наличии квалифицированных и опытных специалистов. -Основной. При выявлении отклонений в оценке потребительских свойств угля по результатам предварительного этапа контроля производится опробование согласно существующим ГОСТам, методикам и рекомендациям в присутствии представителей поставщика или уполномоченных им лиц (методика опробования изложена в прил. 3.). Лабораторные исследования осуществляются по сокращенной программе: гранулометрический (кусковой) состав, влажность, зольность, выход летучих веществ, теплота сгорания. -Претензионный. Применяется при возникновении существенных отклонений параметров качества рассматриваемого угля и отказе от удовлетворения претензий поставщиком. В данном случае производится повторное опробование при обязательном присутствии представителей заказчика и поставщика. Лабораторные исследования осуществляются по полной программе, позволяющей наиболее полно и достоверно определить потребительские свойства продукции и обязательно в лаборатории, аккредитованной на техническую компетентность и независимость. Погрузо-разгрузочные работы, хранение топлива. Согласно «Инструкции о порядке приемки продукции производственно-технического назначения по количеству и качеству. – Госарбитраж при СМ СССР, 1964г.», ТУ 12.36.217.-91 и другим руководящим документам вышеозначенные работы должны выполняться с соблюдением следующих условий. - Площадки для производства выгрузки и хранения угля должны быть забетонированы или, в крайнем случае, иметь иное твердое покрытие, исключающее возможность загрязнения угля. Должен быть обеспечен надежный дренаж атмосферных осадков. - Выгрузка и хранение угля должно производиться селективно по сортам и маркам. - При выгрузке сортовых углей (крупных и средних классов) высота их падения не должна превышать 2 м. - Должны применяться мероприятия, исключающие переизмельчение угля. - Хранение углей склонных к самовозгоранию должно производиться в буртах высотой не более 4-х метров. Бурые угли первой и второй группы (2Б), должны быть уплотнены (укатаны). Отпуск топлива потребителям. При отпуске угля потребителям любой формы собственности необходимо: - Отгрузку топлива в транспортные средства производить строго по маркам и сортам. - Основные параметры качества угля указывать в провозных документах и заверять их подписью должностных лиц грузополучателя. - При отпуске топлива населению предоставлять краткую аннотацию, в которой, кроме параметров качества, необходимо указывать основные особенности данного типа угля и рекомендации по его применению. Вышеперечисленные требования распространяются и на другие типы угольных складов, с учетом их специфики. Нарушения вышеперечисленных условий, даже при отсутствии претензий со стороны заказчиков, согласно «Кодексу Российской Федерации об административных правонарушениях», влечет за собой административный штраф на юридических лиц в размере до двухсот минимальных размеров оплаты труда. 3.3. Организация учета топлива потребителями Ранее, до 2000 года, организация учета топлива регламентировалась обязательным для исполнения руководящим документом - РД 34.09. 105-96. Переход народного хозяйства к рыночным отношениям характеризуется отсутствием вмешательства государственных органов в хозяйственную деятельность предприятий. Но это отнюдь не исключает необходимость учета и контроля. Скорее наоборот. Потому в качестве рекомендаций мы приводим следующую схему организации учета топлива на предприятиях теплоснабжения, взяв за основу главные положения вышеназванного документа. Оперативный учет топлива. Топливо для теплогенерирующих установок (котельных), как правило, поступает со складов железнодорожных тупиков автомобильным транспортом. Оно складируется или непосредственно на котельных или же на промежуточных складах гор-, райтопов, предприятий жилищнокоммунального хозяйства. При этом приемку топлива необходимо проводить по количеству и качеству. Приемка топлива по количеству осуществляется уполномоченными лицами, чаще всего заведующими складами. Топливо приходуется в соответствии с фактическим весом, зафиксированным при приемке, за исключением естественных потерь при транспортировке. Норма естественной убыли определяется для каждого субъекта индивидуально, в зависимости от расстояния перевозки, состояния дорог и пр. Но при этом она не должна превышать 0,5%. В связи с этим не допускается приемка сильно переувлажненного угля с высоким содержанием поверхностной (свободной) влаги. При приемке топлива от поставщика производится систематическое (510% от получаемого объема) контрольное взвешивание. Контроль производится в присутствии представителей поставщика или же с привлечением не менее двух свидетелей. Результаты контроля оформляются актом. Приемка топлива по качеству производится специалистами технической службы предприятия. При этом используются те же виды контроля, что и при приемке угля от грузоперевозчика. Инвентаризация топлива на складах по количеству и качеству производится ежеквартально посредством маркшейдерских обмеров и контрольного опробования. Технический учет топлива. Учет расхода натурального топлива на технологические нужды (на производство тепловой энергии) производится в пересчете на условное топливо эффективное, т.е. с учетом его фактической теплоты сгорания и коэффициента полезного использования (Кi). Удельные расходы условного топлива (и в пересчете на натуральное) производится по прямому балансу отдельно для каждой котельной или их групп, если последние одного типа и близки по техническому состоянию. Эти данные отражаются в специальных формах отчетности, с тем, чтобы оперативно осуществлять контроль эффективности работы теплового хозяйства. Пересчет рекомендуется производить еженедельно. Контроль качества используемого топлива можно осуществлять по накопительной пробе. Частные пробы отбираются массой и количеством, пропорциональным поступающему углю. При использовании углей разного типа, технический учет их расхода желательно проводить раздельно. Бухгалтерский учет топлива. Данный вид учета желательно производить как в натуральном топливе, так и в пересчете на условное топливо. Это позволит оперативно ориентироваться при организации поставок и использования угля. Организация отчетности может быть позаимствована из «Методических указаний», РД 34.09.105-96. 3.4. Учет тепловой энергии Проблема учета тепловой энергии в настоящее время становится краеугольным камнем при решении вопросов повышения эффективности «малой энергетики» и реформирования системы жилищно-коммунального хозяйства. Время затратной экономики прошло. Важность данного вопроса можно продемонстрировать хотя бы на таком примере: при организации учета тепла отдельными потребителями затраты на его оплату уменьшаются на 30% и более. Внеплановые потери из-за ненадлежащего содержания теплосетей, сброса горячей воды некоторыми несознательными пользователями, пониженными значениями КПД котельных из-за использования непроектного топлива, несоблюдения технологии его сжигания и т.д., и отсутствие учета способствует удорожанию отопления во много раз. Вместе с тем организация учета и контроля вырабатываемого и потребляемого тепла в настоящее время технически вполне разрешима и экономически выгодна. К сожалению, при современном положении вещей последнее относится лишь к потребителям, т.к. производители тепла скорее заинтересованы в отсутствии учета. Учет тепловой энергии основан на измерении расхода теплоносителя (воды) и его температуры. Основные принципы измерения расхода приведены в табл. 7. Таблица 7. – Методы оценки расхода теплоносителя при организации учета тепловой энергии. Физический принцип 1.Перемен ного перепада 2.Электро магнитный 3.Ультразв уковой 4. Вихревой. 5. С импульсным выходом Измеряемые параметры, приборы Показания применения Примечания Метод основан на измерении перепада давления на измерительной диафрагме 1. «Взлет» 2. ПРЭМ 3. ТЭМ-05 4. «Асвега» 1. «Взлет» 2.Мультикал-Компакт 3. ДРК 4. ДАНФОС 1. ДРК-В 2. Метран 300 ПР Для больших расходов и труб большого диаметра Морально устарел, мало применим в настоящее время Для средних расходов (от 0,14 до 280 м3/час) на диаметрах датчиков от 32 до 100мм. Для любых диаметров и расходов 1. ВСТ 2. ВМГ Для малых и средних расходов Метод чувствителен к качеству воды, особенно к ее загрязнению маслами Требует равномерного потока и отсутствия пузырьков газа в воде Очень чувствителен к наличию механических примесей в теплоносителе Малая долговечность водомеров То-же Замеры температуры и расчет количества тепловой энергии производится на всех современных типах приборов автоматически. Основными особенностями и проблемами теплопередачи в сетях «малой энергетики» являются: несанкционированный водозабор теплоносителя из системы отопления, отсутствие регулирования в сетях теплоснабжения, низкий температурный график и малая разница между температурой прямой и обратной сетевой воды. Первое из этих обстоятельств (при организации замеров полученного или отпущенного тепла с учетом утечек) предопределяет необходимость устанавливать датчики расхода на подающем и обратном трубопроводе, остальные - использование больших диаметров расходомеров. Малая разница между температурой подачи и обратки может обусловить значительные, превышающие допустимые нормы погрешности измерений. Организацией учета тепловой энергии в Алтайском крае занимается целый ряд специализированных предприятий. Госповерка приборов осуществляется ежегодно. Но в Алтайском центре стандартизации и метрологии рассматривается вопрос о продлении этого срока. Стоимость организации учета тепловой энергии (приобретение приборов, их установка и обслуживание) зависит от многих факторов: расхода теплоносителя, количества датчиков, типов приборов и оборудования, дополнительных сложностей с монтажом. В среднем она составляет от 50 до 200 тыс. руб. 3.5. Контроль качества угля Централизованного государственного контроля качества угля, поступающего всем категориям потребителей, несмотря на острую в этом необходимость, пока не существует. Входной контроль топлива производится лишь на крупных ТЭЦ, где имеются собственные углехимические лаборатории. Но из-за ведомственной принадлежности результаты исследований этих лабораторий не могут учитываться при рассмотрении претензий к качеству поставленного топлива. Претензионный уровень контроля могут осуществлять только организации, имеющие в своем составе (или работающие на основе соответствующих договоров) лаборатории, прошедшие государственную аккредитацию на техническую компетентность и независимость. В Алтайском крае таковыми являются ИЛ ООО «НПП «Алтайский углеисследовательский центр» и лаборатория кафедры котло- и реакторостроения АлтГТУ им. И.И. Ползунова. В отличие от большинства предприятий такого типа в ИЛ ООО «НПП «Алтайский углеисследовательский центр» выполняются не только лабораторные исследования угля, а осуществляется комплексная оценка качества и потребительской его ценности, определение удельных расходов на разных типах котлоагрегатов и при разных нагрузках. Постоянно ведутся научноисследовательские работы по повышению информативности и достоверности подставляемых результатов. Методическое руководство одобренное специалистами аттестационного органа (ВНИЦ СМВ) и предлагается к пользованию заинтересованным лицам, прил. 10 Глава 4. Энергосбережение 4.1. Общая ситуация В настоящее время энергосбережение поставлено в ряд важнейших государственных задач. По уровню значимости это почти национальная идея. Важность вопроса, конечно, нельзя переоценить. Но, по нашему мнению, это обыденная задача, которую мы должны решать постоянно, ибо от этого напрямую зависит наше экономическое благосостояние. Интересы производителей и потребителей энергии существенно отличаются, что обусловливает и отличие подходов этих сторон к энергосбережению. Для производителя важно по возможности снизить издержки производства, что достижимо при внедрении новых технологий и оборудования, оптимизации технологических схем, автоматизации и диспетчеризации. Для потребителя важна экономия приобретаемой энергии, а, следовательно, её корректный учёт, оптимизация и автоматизация режимов потребления. Однако, как показали проведённые обследования систем теплоснабжения городов Алтая, имеет место значительное взаимное технологическое влияние производителей и потребителей тепла. Поэтому, ряд системных энергосберегающих мероприятий может принести существенный экономический результат для обеих сторон. Кроме того, планирование и проведение мероприятий по модернизации систем управления тепловыми режимами потребителей тепла только тогда обеспечат максимальный эффект энергосбережения, когда они будут выполняться «по всей трубе», т.е. на всех объектах данной теплосети, а не на отдельно взятых школах, магазинах или жилых домах. Это обусловлено существенным взаимным гидравлическим влиянием объектов на одной сети. В реальности, планирование сроков обследования и мероприятий по модернизации осуществляется, к сожалению, по «отраслевому» принципу - школы, дет.сады, административные здания, управляющие компании и т. д. Для организации таких мероприятий, определения источников финансирования, с учётом интересов и хозяйственной принадлежности оборудования для всех участников со стороны производителей и потребителей эффективную организующую роль может играть муниципальная администрация. Рассматривая программы энергосбережения нетрудно заметить, что практически везде основное внимание уделено вопросам, которые можно решать только с привлечением бюджетных средств. Это наглядно было продемонстрировано и в конце 2010 года, когда нужно было срочно осваивать бюджетные ассигнования, выделенные на проведение энергосберегающих мероприятий (в основном энергетических обследований) учреждениями края. Во многих случаях эти мероприятия проводились формально, без проведения соответствующих исследований, или же их проведение переносилось на потом. В том и другом случаях польза от них минимальна, или даже с отрицательным знаком. И еще, очень обидно оттого, что эта система отвлекает лучших специалистов от возможности зарабатывать трудом на благо Родины. И заставляет их не создавать отечественный продукт, а торговать зарубежным, или участвовать в сомнительных, но доходных мероприятиях инспирированных чиновниками, чаще всего из Москвы. А для настоящего энергосбережения, т. е. сбережения средств на производство, передачу, использование энергии у нас простор огромен. Нужно просто научиться зарабатывать с прибылей, а не с убытков, нужно научиться экономить. Необходимо оплату (вознаграждение) любого товара, услуги, поставить в зависимость от их качества, то есть конечного результата. Вместе с тем в настоящее время Федеральный закон № 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» от 23 ноября 2010г обязывает все муниципальные и бюджетные организации, а также все ЭСО прежде всего пройти энергетическое обследование и за 5 лет снизить потребление ТЭР как минимум на 15 % от предшествующих годов. Он же напрямую обязывает установку приборов учета на коллекторах котельных и непосредственно на всех потребителях тепловой энергии. Данные мероприятия, по мнению создателей этого закона, должны существенно упростить контроль над производством и передачей тепловой энергии и позволят искать конкретные причины по каждому отдельному объекту или системы в целом. Что значит провести энергообследования всех муниципальных и бюджетных организации, а также всех ЭСО (энергоснабжающие организации), составить соответствующие паспорта и утвердить их в Москве? Сколько нужно времени, какую армию специалистов надо задействовать, а главное, сколько нужно потратить денег? И позволит ли это добиться практической, а не мнимой, экономии ТЭР минимум на 15%? По нашему мнению, главной целью и результатом обследования должен стать пакет обоснованных рекомендаций и программа технических мероприятий, позволяющих получить планируемую экономию ресурсов, как производителей, так и потребителей энергии. А оплата работ и исследований должна осуществляться из сэкономленных в результате выполненных рекомендаций и предложений. Вместе с тем, нашими коллегами из ООО «Алтайский центр экспертиз и энергосбережния» по результатам ранее проведенных энергетических обследований на более чем 50 предприятиях бюджетной сферы и более чем на 10 энергоснабжающих предприятиях, установлено, что проблемы, как правило, у всех предприятий одинаковые. Проблема номер один у ЭСО и предприятий с собственными источниками теплоты это организация учета поставляемого топлива (угля) и контроль его качества. На данный момент предприятия так и не могут до конца нормально наладить этот процесс. Для организаций бюджетной сферы уголь поступает за отопительный период более чем от 20-30 поставщиков. И, как показывает наш опыт по оценке качества топлива, угли поставляются с низшей теплотой сгорания 3800-4400 ккал/кг и зольностью 20-35%, часто весьма переизмельченные или же отсевы. Бюджетные организации самостоятельно просто не могут выбирать ни нужное топливо ни его поставщика. У ЭСО проблема аналогичная, верхнюю планку стоимости топлива им устанавливает региональная служба по тарифам и естественно устанавливаемая цена ниже рыночной стоимости топлива, а посему в большинстве случаев им приходится довольствуются низкокачественным товаром. По результатам обследования котлов более чем на 100 котельных нашего и соседних регионов установлено, что для большинства котлов с ручным забросом топлива фактический КПД «брутто» колеблется в диапазоне 38-64 %. Основные причины, которые влияют на эти показатели: - конструктивные особенности котлов с ручным забросом топлива, которые не позволяют полноценно осуществлять съем тепловой энергии поверхностями нагрева (практически ни один новый котел никогда не выйдет на параметры и КПД указанные в паспорте); - отсутствие химводоподготовки на котельных, что влечет ввод в водяной тракт сырой неподготовленной воды и интенсивное образование внутренних отложений и тем самым снижение их тепловосприятия и снижение надежности и срока службы котлов; - отсутствие механизмов и регуляторов подачи воздуха и разряжения в топочной камере в зависимости от нагрузки котлов (дутьевой вентилятор и дымосос работает без ограничений, содержание O2 в уходящих газах 14-18% - потери с уходящими газами до 45%); - сжигание низкосортного, высокозольного, с большим содержанием мелочи (более 65%) топлива . При этом механический недожог достигает 20-25% при норме до 5%. Не лучше ситуация наблюдается и при передаче тепловой энергии. На большинстве обследуемых предприятиях тепловые сети проложены уже более 25 лет назад до 1989г. Моральный и физический износ сетей составляет до 100%. Основываясь на опыте проведенных обследований и испытаниях тепловых сетей на фактические тепловые и гидравлические потери можно сделать следующие выводы: - фактический износ тепловых сетей может достигать 100%; - потери тепловой энергии через изоляцию превышают нормативные значения в 1,5-3 раза; - гидравлическое сопротивление сетей больше нормативных значений в 3-10 раз; - отсутствуют данные гидравлических расчетов и наладочных мероприятий по тепловым сетям. Такое катастрофическое состояние в производстве и транспортировке тепла усугубляется и огромными потерями его потребителями. Здесь главными источниками потерь являются: - обветшалось зданий и сооружений, их низкая тепловая эффективность; - отсутствие регулируемой (погодозависимой) подачи тепла; - засоренность труб, батарей, сливы горячей воды в канализацию для «интенсификации тепловыделения». Все это приводит к перерасходу 30-40% и более средств на теплоснабжение. При такой ситуации распыление людских и денежных ресурсов просто недопустимо. Наоборот, нужно их сконцентрировать на решении неотложных задач по выводу малой энергетики из кризиса. По нашему мнению, прежде всего, необходимо организовать четкий учет и контроль производимой и потребляемой тепловой энергии и топлива. Учет тепловой энергии должен производиться только на основе установки соответствую- щих приборов, на первых порах хотя бы на коллекторах котельных и на крупных потребителях. Учет и расчет потребного количества топлива должен осуществляться в зависимости от типов котельных, тепловой нагрузки, положения объектов в транспортной инфраструктуре. Примерная методика данного процесса изложена выше. Котельные и тепловые сети, по мере возможности должны приводиться в соответствующее техническое состояние. Нужно также больше внимания уделить профессиональной подготовке кадров, как ИТР, так и рабочих. Но все это будет возможным лишь при разработке и внедрении экономических, а не только административных стимулов. Перечисленные мероприятия при минимуме вложений позволят не за 5 запланированных лет, а в течение 1 года привести к выполнению поставленной федеральным законом № 261-ФЗ задачи – экономии 15% ТЭР. .В будущем, при выводе предприятий малой энергетики из ступора, можно и нужно проводить работы по внедрению более технологичных мероприятий, повышающих экономичность и надежность теплоснабжения. Далее приводим описание мероприятий и технических решений, позволяющих реализовать эти задачи. 4.2. Мероприятия по энергосбережению 4.2.1. Оптимизация процесса отопления с помощью автоматизированных индивидуальных тепловых пунктов (АИТП). Огромные неучтенные потери тепла в «малой энергетике» связаны не только с разного рода недостатками при ее производстве и передаче (низкий КПД котлов, изношенность и нарушение тепловой изоляции трубопроводов), но и при ее потреблении (использовании). Слабая степень утепленности зданий и сооружений (низкий класс энергоэффективности), использование сетевой воды для бытовых целей, а иногда и просто ее сброс в канализацию с целью «прогрева» батарей также приводят к потерям тепла, дестабилизируют работу котельных. Альтернативным вариантом в данном случае могла бы стать установка АИТП как открытого, так и закрытого типа (с отопительным бойлером). Это позволит потребителю снизить внутрисистемное давление до минимально-необходимого и применить любую из схем погодозависимого теплопотребления с применением трех-, четырехходовых смесителей и принудительной циркуляции вместо элеваторных узлов. В нежилых объектах очень большой эффект даёт программа тепловых режимов рабочего и нерабочего времени (дежурных режимов). АИТП может также комплектоваться модулем горячего водоснабжения, что позволяет производителю перейти от четырёхтрубных к двухтрубным сетям теплоснабжения, сокращает его потери и издержки на транспортировку и циркуляцию горячей воды, одновременно снижая расходы потребителей на горячее водоснабжение. Стоимость оборудования АИТП установок теплопотребления составляет от 15001600 до 400 руб. за кВт установленной мощности. Окупаемость - 1-2 отопительных сезона.. Существует также менее затратный по капиталовложениям способ группового управления тепловыми режимами потребителей путём управления температурой теплоносителя на центральных тепловых пунктах (ЦТП). При этом затраты на реконструкцию одного ЦТП не превышают 1 млн. руб, что в 8-10 раз меньше, чем установка АИТП на всех потребителях, однако и эффект энергосбережения также оказывается меньше примерно вдвое, поскольку при групповом управлении здания с хорошей теплоизоляцией оказываются все-же в условиях некоторого «перетопа». При этом, экономию издержек получает главным образом производитель. Справки и консультации можно получить у авторов данной брошюры. С другой стороны, замкнутый контур котельной позволит поднять его КПД за счет эффективного использования систем химводоподготовки, минимизации подпитки, отсутствия гидравлического влияния объектов и тепловых сетей. Важной особенностью закрытых систем является возможность работать на деаэрированном и ингибированном носителе, что снижает скорость коррозионных процессов, а также применять в качестве носителей антифризы. Уникальной является (для малых твердотопливных установок) схема «котел- теплообменник- аккумулятор- потребитель», так как позволяет согласовать периодичность розжига-горения с непрерывным процессом потребления тепла в установке. Современные коррозионно-стойкие материалы (полиэтилен, сшитый полиэтилен) с рабочей температурой 115-130 0С совместно с теплопоглотителями на основе комплексных солей или парафинов, имеющих теплоту плавления в 40-80 раз превышающую теплоемкость воды, позволяют создавать компактные, эффективные теплоаккумуляторы, использующие фазовый переход «твердое тело- расплав». Эффективным методом управления сетевой температурой является также подмес обратки сети в подачу через трёхходовой клапан, управляемый погодозависимым контроллером. При этом температура котловой воды может оставаться высокой в пределах паспортных рекомендаций. Это обеспечит стабильно высокий КПД котлов, отсутствие кислотной коррозии и налипания золы на конвективные поверхности. . 4.2.2. Повышение класса тепловой эффективности зданий и сооружений. В настоящее время существует несколько способов определения эффективности потребления тепла зданиями и сооружениями. Самый простой это использование данных полученных по показаниям приборов учета и оценка температурного-влажностного режима внутри помещений. Второй способ это установка временного учета тепловой энергии с помощью переносных приборов расходомеров жидкости и измерителей регистраторов температур. Третий способ (наименее точный) по определению фактических характеристик зданий с использованием тепловизионной техники и измерителей плотности тепловых потоков устанавливаемых соответственно на стены, окна, потолочные перекрытия и т.д.). В конечном итоге оценка эффективности потребителя тепловой энергии сводится к определению его класса эффективности и разработки мероприятий по его по- вышению (при необходимости). Опираясь на опыт проведенных обследований для достижения нужного класса энергоэффективности достаточно провести замену старых деревянных окон и дверей на современные пластиковые и проведение утеплений чердачных перекрытий. В редких случаях возникает необходимость по утеплению фасадов. Потребителям тепловой энергии также необходимо обратить внимание на ежегодную промывку и продувку внутренней системы отопления, и регулярную ревизию отопительных приборов. На все отопительные приборы рекомендуем установку терморегулирующей арматуры. 4.2.3. Установка погодозависимых индивидуальных тепловых пунктов. В настоящее время широкое распространение получили индивидуальные тепловые пункты, устанавливаемые непосредственно в подвалах здания, установка таких АИТП позволяет существенно бороться с «перетопами» в осенний весенний периоды, а также на административных зданиях вводить функцию деньночь, рабочий-выходной день, экономия от установки достигает ~25-30% для жилых и 40-45% для нежилых объектов. 4.2.4. Повышение энергоэффективности современной котельной Современная котельная оснащена достаточно мощным электрооборудованием. Это питательные, подпиточные, циркуляционные и сетевые насосы, экономайзеры или воздухоподогреватели, тягодутьевые устройства, оборудование для очистки продуктов сгорания. Есть еще вспомогательные устройства: дымососы, вентиляторы дутьевые, золоуловители, антинакипные установки, питательные и водоподготовительные установки, пылеприготовительные устройства при пылевидном сжигании твердого топлива и мазутное хозяйство при сжигании жидкого котельного топлива. Типы компоновки оборудования котельных зависят от ее назначения, параметров воды и пара, вида топлива и способа его сжигания, конструкции и производительности котлов. Эффективная система электрооборудования таких объектов является насущной необходимостью [1]. Она обеспечивает безаварийную, бесперебойную работу котельной и позволяет существенно сократить расходы на электроэнергию, если выполнена с учетом новейших технологий энергосбережения. Поэтому расчет котельной - сложный и трудоемкий процесс, требующий высокой квалификации исполнителя не только в технологическом плане, но и в плане грамотного и энергоэффективного использования электроэнергии [3]. Даже незначительная на первый взгляд ошибка может привести к серьезным материальным и временным затратам, как на стадии строительства котельной, так и во время последующей эксплуатации котельной. Применение передовых инженерных решений позволяет реализовать технические решения с учетом удобства ремонта и обслуживания узлов и агрегатов, значительно снизить риск возникно- вения ошибок и просчетов. Иными словами, современные технологии в опытных руках позволяют снизить потери и повышенные затраты на эксплуатацию котельной [4]. Компания ТРИВОНТ реализует следующие основные технологии энергосбережения в котельных: Разработка и реализация: -устройства плавного пуска УПП, -преобразователи частоты ПЧ, -компенсация реактивной мощности, -автоматизация и диспетчеризация котельных. 1.Установка устройств плавного пуска Асинхронный двигатель благодаря своей надёжности, простоте, невысокой стоимости успешно применяется во всех областях промышленности. В настоящее время наибольшее распространение получил электропривод на базе асинхронного двигателя с преобразователем частоты. Однако, для механизмов, не требующих регулирования скорости, часто встречается «прямое» включение асинхронного двигателя к сети. Как известно, при «прямом» пуске ток электродвигателя в 6-10 раз превышает номинальный, что отрицательно влияет на питающую сеть и работу остальных потребителей. Также, при прямом пуске имеют место механические удары (особенно в механизмах с большими зазорами в механических передачах), существенно сокращающие срок службы всего механизма. Софт-стартер (устройство плавного пуска) предназначен для ограничения пускового тока асинхронного электродвигателя. Принцип действия софт-стартера заключается в регулировании выходного напряжения (необходимого для поддержания заданного тока) при неизменной частоте сети (50 Гц). Преимущества использования софт-стартера следующие: • Существенное снижение пусковых токов электродвигателя • Снижение механических нагрузок (ударов) в технологическом оборудовании • Наличие защит от аварийных режимов, возникающих при эксплуатации двигателя • Возможность плавной (бесступенчатой) регулировки пускового тока 2. Преобразователи частоты Преобразователи Частоты (ПЧ) или частотно регулируемый электропривод, предназначены для плавной регулировки скорости и момента вращения вала электродвигателя путем изменения частоты переменного тока. Легко интегрируется в систему автоматизации работы электропривода, когда требуется точность установки и управления тем или иным параметром работы технологического оборудования. Позволяет решать проблемы: -импульсного задания скорости -автоматического повторного пуска -тепловой защиты двигателя -уменьшения шума двигателя -энергосбережения -исключения критических скоростей (до трех) 3.Компенсация реактивной мощности Экономический эффект от внедрения автоматической конденсаторной установки складывается из следующих составляющих [2]: 1. Экономия на оплате реактивной энергии. Оплата за реактивную энергию составляет от 12% до 45% от активной энергии в различных регионах России. 2. Для действующих объектов - уменьшение потерь энергии в кабелях за счет уменьшения фазных токов. 3. Для проектируемых объектов - экономия на стоимости кабелей за счет уменьшения их сечения. 4. В среднем на действующих объектах в подводящих кабелях теряется 10…15% расходуемой активной энергии. 5. При значительной загрузке силового трансформатора можно учитывать экономию от продления срока службы трансформаторов за счет снижения температуры перегрева обмоток. Один из последних проектов по компенсации реактивной мощности в котельных, выполненный специалистами ООО Компания ТРИВОНТ, успешно реализован в ЗАО «Алейскзернопродукт имени С.Н. Старовойтова». Конденсаторная установка УКРМ-ZEROS-0,4-175 установленная в РУ-0,4 котельной в автоматическом режиме поддерживают значение коэффициента мощности. Кроме того, реализация проекта по повышению энергоэффективности котельной позволила соблюсти требования ФЗ «Об энергосбережении и повышении энергетической эффективности», повысить безаварийность и надежность оборудования. Подобное оборудование установлено и успешно работает на котельной ОАО «Алтайский завод агрегатов». 4. Автоматизация котельной Системы автоматизации обеспечивают выполнение следующих функций: -измерения, отображение и регистрация основных параметров работы котла; -предупредительную световую и звуковую сигнализацию при отклонении технологических параметров от нормы; -автоматический розжиг и останов котла; -срабатывание технологических защит на останов котла; -автоматическое регулирование процесса горения, которое включает регулирование подачи топлива в топку котла в зависимости от температуры воды на выходе из котла; -автоматическое регулирование соотношения топливо-воздух, автоматическое регулирование разрежения в топке котла; -автоматическое регулирование расхода воды через котел; -автоматическое управление арматурой на газопроводе к котлу, обеспечивающее безопасный розжиг горелки котла; -дистанционное управление исполнительными механизмами котла; -дистанционное управление вентилятором, дымососом; -дистанционное управление задвижкой на выходе из котла; -контроль и регистрацию расхода воды через котел, температуры воды на входе и выходе из котла. Объём системы автоматизации общекотельного оборудования определяется проектом и наличием того или иного оборудования в котельной. Каждый комплект оборудования по согласованию с Заказчиком может быть реализован как на основе высокоэффективных импортных комплектующих, так и с использованием экономичных вариантов отечественного производства. Подводя черту под вышесказанным, следует заключить, что строительство современных котельных с учетом требований и технологий повышения энергоэф-фективности, начиная с проектной стадии, и заканчивая реализацией проекта, позволяет в конечном итоге добиться снижения стоимости отпускаемого тепла для потребителей и выполнить одну из основных задач ФЗ №261 - повышение энергоэффективности при производстве и отпуске энергоресурсов. 4.2.5. Использование современных теплоизоляционных материалов при прокладке тепловых сетей. На данный момент следует всем предприятиям рассмотреть возможность перекладки тепловых сетей с использованием современных изолирующих материалов (пенополиуретан и др.). Замену трубопроводов тепловых сетей следует проводить по результатам гидравлического расчета с учетом сложившихся нагрузок. Срок окупаемости перекладки тепловых сетей с использованием современных типов изоляции как показывает практика не превышает 5-7 лет. По результатам проведенных работ по замене и наладке тепловых сетей, как правило, снижается мощность необходимых сетевых насосов на 1-2 ступени. Заключение В данной работе мы попытались дать ответы на вопросы, решение которых позволило бы нашим соотечественникам жить в тепле и поменьше за это платить. Это возможно только в условиях нормальных рыночных отношений. Однако рынок угля как таковой у нас еще не сложился. С одной стороны, этому препятствует монополизм поставщиков, с другой – слабая заинтересованность в увеличении эффективности своей деятельности работников ЖКХ, так как этот сектор экономики остается практически на иждивении государства. Отрицательную роль в деле становления цивилизованного рынка играет и «угольная безграмотность» значительной части углепользователей. Все это приводит к поставкам малоценной и некачественной продукции, что, в свою очередь, обусловливает чрезмерно высокие затраты на теплообеспечение населения и социальной сферы. Конечно, дать полные ответы не только на все, но даже на основные вопросы невозможно. Это касается, прежде всего, методики количественной оценки потребительских свойств угля, определения и регулирования цен на уголь. Для решения названных проблем необходимо провести значительный объем исследований, в том числе опытно-производственных. Но предложенная нами методика крайне необходима уже сейчас, ибо количественные расчеты, пусть даже недостаточно точные, гораздо более достоверны и информативны, чем применяемые в настоящей практике качественные определения. Использование рекомендаций, даже в таком, урезанном виде позволят значительно повысить эффективность углеснабжения и использования угля, в том числе за счет внедрения современных форм организации труда на объектах теплоснабжения. Выполненный ранее с использованием предложенной методики анализ условий углеснабжения позволяет сделать выводы о том, что затраты на теплоснабжение могут быть значительно снижены за счет организации поставок качественного (энергоэффективного) топлива, улучшения его потребительских свойств посредством сортировки и предварительного обогащения. Поэтому надеемся, что данную брошюру прочтут, возможно, и те, от кого в значительной степени зависит выполнение законов Алтайского края (в том числе об энергосбережении) и обеспечение социальной справедливости. Мы предлагаем до становления нормального рынка угля осуществлять: -обеспечение, в том числе и административными методами, соблюдения соответствия цен потребительским свойствам топлива; - ограничение или даже исключение поставок для нужд жилищнокоммунального хозяйства, особенно отдаленных районов, малоценных и низкокачественных углей; - распределение дотаций, пока они еще существует, с учетом условий углеснабжения, т.е пропорционально уровню потребительской стоимости угля; - содействие углеснабжающим организациям, поставляющим в край качественную продукцию, осуществляющим мероприятия по улучшению потребительских свойств топлива; - проведение комплекса исследовательских работ по определению наиболее эффективных вариантов технологии сжигания и используемых типов угля; - организацию повсеместного контроля качества поступающего угля; - обучение персонала, связанного со снабжением и использованием угля хотя бы в пределах получения минимального объема знаний предмета. Но, прежде всего, необходимо законодательно определить порядок приемки и переработки угля на складах железнодорожных тупиков, т. к. все вышеперечисленные мероприятия без этого становятся практически бессмысленными. Авторы будут благодарны и признательны за присланные отзывы, замечания, предложения, советы. Особенно ценным будет Ваш опыт решения технических и технологических вопросов рационального использования угля, в том числе и в быту. Все это позволит подготовить и издать более полную и совершенную книгу, которая будет существенным подспорьем в претворении в жизнь лозунга, приведенного в начале данной главы. Текстовые Приложения Приложение 1 № п/п Угледобывающее предприятие 1 2 Минерально-сырьевая база топливной промышленности Сибири Марка Основные показатели качества (среднее) Золь- Влага, Выход Теплота сгораность. % летучих ния, ккал/кг % в-в, % Высш. Низш 3 4 5 6 7 8 1 2 3 ш/у Анжерское ш. Анжерская р-з Судженский 4 5 6 7 8 ш. Березовская ш. Первомайская р-з Барзасский ш. Конюхтинская р-з Черниговец К К СС К СС Кузнецкий бассейн г. Анжеро-Судженск Сырье для технологических переделов Сырье для технологических переделов Сырье для технологических переделов г. Березовск Сырье для технологических переделов Сырье для технологических переделов 19 9 28 8300 5950 Сырье для технологических переделов 16 8 25 8000 6000 9 10 р-з Кедровский р-з Северный Кузбасс ш. Владимировская СС 10 СС К 10 8 30 7700 6250 Сырье для технологических переделов 11 К К К 8 г. Кемерово 29 7700 г. Ленинск-Кузнецкий 6250 Собственник 9 ОАО «УК «Кузбассуголь» Самостоятельное ЗАО «Русский уголь» ОАО «УК «Кузбассуголь» ОАО «УК «Кузбассуголь» ООО» Ровер» ООО» Ровер» ЗАО «Сибирский деловой союз» ОАО «УК «Кузбассразрезуголь» Самостоятельное ОАО «Кокс» 12 13 14 1 ш. Красногорская ш. Егозовская ш. им. Кирова 19 15 22 9 12 8 43 42 42 7750 7700 7900 6 7 5500 5200 5500 ОАО «СУЭК» ОАО «СУЭК» ОАО «СУЭК» 3 4 5 15 16 ш. Комсомолец ш. 7 Ноября Гк Гк 28 15 8 8 17 18 18 20 21 ш. Октябьская ш. Полысаевская ш/у Ленинское р-з Моховский ш. Сибирская ш. Заречная (Алексиевская) ДГ ДГ Д Д Д 20 22 19 13 10 8 11 11 ДГ 22 8 К Д ДГ ДГ Д Д Д Сырье для технологических переделов 16 12 43 7300 5100 18 10 45 7790 5500 15 11 44 7750 5600 12 13 17 17 43 41 7200 7400 5000 5100 ОАО ПО «Сибирь-уголь» ОАО ПО «Сибирь-уголь» ОАО «СУЭК» ОАО ОУК «Южкузбассуголь» ОАО УГ «Кузбассуголь» ОАО «УК «Кузбассразрезуголь» ОАО «УК «Кузбассразрезуголь» СС СС 12 7 6 7 23 22 7950 8300 6450 7004 ОАО «УК «Кузбассразрезуголь» ОАО «УК «Кузбассразрезуголь» 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 2 ДГ Д Гк ш. Чертинская коксовая ш. Листвяжная ш. Колмогоровская ш. Грамотеинская ш. Новая-2 р-з. Караканский р-з. Сартаки р-з. Краснобродский р-з. Бачатский 43 7900 43 7900 г. Полысаево 44 7850 42 7900 40 7870 45 7700 43 г. Белово 7800 8 9 5100 5800 ОАО «СУЭК» ОАО «СУЭК» 5400 5400 5400 5687 ОАО «СУЭК» ОАО «СУЭК» ЗАО «Русский уголь» ОАО «УК «Кузбассразрезуголь» ООО «ДАРС» 5400 Концерн «Энерго» Беловский район 32 33 34 35 1 р-з Евтинский р-з Задубровский р-з Белорусский р-з Караканский Южный 2 Д Д Д 10 12 17 17 41 41 7300 7200 5100 500 ЗАО «Русский уголь» ЗАО «Русский уголь» ЗАО «Русский уголь» Д 13 17 43 7300 5100 ОАО «Ке-Но ТЭК» 3 4 5 6 7 8 9 Д Д Д 12 12 12 17 17 15 7200 7200 7400 5000 5000 5100 ООО «Кузбасская угольная компания ЗАО «Стойсервис» Самостоятельное Д Д 18 10 45 7800 Гурьевский район 6 22 8250 г. Киселевск 8 35 7800 8 29 7700 8 30 8150 5500 Самостоятельное ООО «Промуглесбыт» 6400 ЗАО «Стойсервис» 5700 6200 6900 ЗАО ХК «Сибирский деловой союз» ЗАО ХК «Сибирский деловой союз» ОАО «УК «Кузбассразрезуголь» 39 40 р-з Виноградовский р-з Пермяковский р-з Губернский ООО «Энергоресурс» (АОЗТ «Карбо-КХ» ш. Колмогоровская 2 41 р-з Шестаки СС 15 42 43 44 ш. Киселевская р-з Киселевский р-з Вахрушевский ООО «Участок ОГР «Кокс» ш. Дальние горы ш. Краснокаменская Шахта -12 ГЖ СС СС 17 10 8 СС Гк Т СС Сырье для технологических переделов 20 8 35 8000 5700 17 7 16 7900 6200 15 7 18 8300 6400 36 37 38 45 46 47 48 41 41 42 ОАО «Кокс» ЗАО ИК «ЮКАС-холдинг» ЗАО ИК «ЮКАС-холдинг» Самостоятельное 49 р-з Октябринский СС 18 50 51 52 53 54 55 56 57 ш. им. Дзержинского ш. Коксовая ш. Тырганская ш. Зиминка ш. Красногорская ш. Зенковская ш. Ворошилова р-з. Прокопьевский Т К СС СС К К К СС 20 1 2 8,5 32 8300 г. Прокопьевск 6 16 8400 6200 Самостоятельное 6200 ООО «УК «Прокопьевскуголь» ООО «УК «Прокопьевскуголь» ООО «УК «Прокопьевскуголь» ООО «УК «Прокопьевскуголь» ООО «УК «Прокопьевскуголь» ООО «УК «Прокопьевскуголь» ООО «УК «Прокопьевскуголь» ООО «Роса «Кузбасс» 17 8 29 8200 6100 17 7 24 8350 6250 Сырье для технологических переделов Сырье для технологических переделов Сырье для технологических переделов 12 8 25 8000 6200 3 4 58 р-з. Калининский СС 18 59 60 61 62 63 64 65 Д Д Д Д Гэ Д Д 15 20 15 15 25 13 12 66 р-з. Майский ш/у Котинское ш. ИК Соколовская р-з Камышанский ш. Кыргайская р-з Таежный р-з «ЗАО «Салек» р-з «Талинский Западный» 6 21 8000 Прокопьевский р-н 15 40 7300 12 39 7800 10 42 7950 12 40 7800 9 43 7900 12 40 7700 18 41 7100 5 6 7 Д 12 15 67 68 69 ш. Абашевская ш. Юбилейная ш. Есаульская Гк К К 8 9 6000 ЗАО «Стройсервис» 5100 4800 5700 5500 4800 5500 4800 ОАО «СУЭК» ОАО «СУЭК» ОАО «СУЭК» ОАО «СУЭК» ООО «Роса «Кузбасс» ОАО «УК «Кузбассразрезуголь» ЗАО ХК «Сибирский деловой союз» 40 7600 5200 г. Новокузнецк 25 6 38 7800 5400 Сырье для технологических переделов Сырье для технологических переделов Самостоятельное ОАО УК «Южкузбассуголь» ОАО УК «Южкузбассуголь» ОАО УК «Южкузбассуголь» 70 71 72 ш. Большевик ш. Полосухинская ш. Антоновская К К К 73 74 75 76 77 78 79 80 р-з Ерунаковский р-з Талдинский р-з Бунгурский р-з Корчакольский р-з Тагарышский ш. Казанковская р-з Южный ш. Тайжинка Гэ ДГ Т Т Т Д Д ? 81 ш. Кушеяковская Гк 24 8 38 7900 5300 ОАО УК «Южкузбассуголь» 3 4 5 6 7 8 9 1 2 83 84 р-з Промугольсервис ЗАО «ТАЛТЭК», рз Дорожный ш. №7 Д Д 85 86 87 88 ш. Томская ш. Томусинская 5/6 р-з Томусинский р-з Красногорский К К Т Т 82 Сырье для технологических переделов Сырье для технологических переделов Сырье для технологических переделов Новокузнецкий район 15 10 39 8000 6000 15 11 40 7800 5600 18 6 12 7850 6200 18 6 12 7850 6200 17 7 12 8350 6300 Самостоятельное Самостоятельное Самостоятельное ОАО «УК «Кузбассразрезуголь» ОАО «УК «Кузбассразрезуголь» ? ОАО «Кузнецкинвестстрой» Самостоятельное ОАО УК «Южкузбассуголь» Самостоятельное ОАО УК «Южкузбассуголь» КРУ Переработка ? 15 15 11 11 40 7800 5600 40 7800 5600 г. Междуреченск Сырье для технологических переделов Сырье для технологических переделов 17 5 22 8350 6500 18 6 10 8400 6300 ЗАО ИК «ЮКАС-холдинг» ОАО УК «Южкузбассуголь» ОАО УК «Южкузбассуголь» ОАО УК «Южкузбассуголь» ОАО «УК «Южный Кузбасс» ОАО «УК «Южный Кузбасс» 89 р-з Ольжерасский ГЖ 90 ш. Распадская ГЖ Сырье для технологических переделов 91 р-з Распадский ГЖ Сырье для технологических переделов 92 ГЖ Сырье для технологических переделов 93 94 р-з ОАО «МУК-96» р-з Междуреченский ш. им. Ленина 95 96 97 ш. Алардинскоя ш. Осинниковская р-з Осинниковский Т К Т 98 р-з Сибиргинский ш. ОАО «Разрез Сибиргинский» Т г. Осинники 22 7 14 8400 5900 Сырье для технологических переделов 17 6 17 8400 6400 г. Мыски 18 6 17 8400 6300 Т 18 6 17 8400 6300 ОАО «УК «Южный Кузбасс» 3 4 5 6 7 8 9 99 1 2 Т К 16 17 7 7 35 14 г. Калтан 12 7800 8150 5900 6100 ОАО «УК «Южный Кузбасс» ЗАО «Распадская угольная компания» ЗАО «Распадская угольная компания» ЗАО «Распадская угольная компания» ОАО «Межуречье» ОАО «УК «Южный Кузбасс» ОАО УК «Южкузбассуголь» ОАО УК «Южкузбассуголь» ОАО «УК «Кузбассразрезуголь» ОАО «УК «Южный Кузбасс» 100 р-з Калтанский Т 20 6 8300 6200 ОАО «УК «Кузбассразрезуголь» 101 ш. Зеленогорская Тяжинский район р-з Итатуголь Д 12 Крапивинский район 12 42 7600 5200 Самостоятельное 2Б 10 3800 ЗАО ХК «Сибирский деловой союз» 102 35 46 6800 Тисульский район 103 р-з Кайчаковский 1 2 Сибкон Кузнецкая 3 4 Абашевская Анжерская 5 Коксовая 6 7 Красногорская Зиминка 8 9 Чертинская Кузбасская 10 Томусинская 11 ОФ «Каро» 1 1 1 2 2 Р-зЧерногорский 2Б 10 35 46 6800 3800 Отходы углеобогащения (Обогатительные фабрики) КС+ОС 8 8 33 ГЖ+Ж 6 8 39 7800 6900 ГЖ+Ж 8 7 37 8600 7500 шлам 20 22 36 8400 4600 п/п 25 9,5 27 8200 5300 КС 8 7 21 п/п 32 10 24 8000 4600 К, КО, КС 10 7 23 8100 6600 п/п 34 10 25 8100 4500 КС 8 6 29 8200 6941 п/п 32 10 26 8200 4732 Жконц. 12 8 37 8300 6500 ГЖ+К 8 7 36 8400 7100 п/п 36 3,5 34 7900 4700 КС-ОС 9 7 21 8200 6700 шлам 40 25 27 8200 3000 ССШ 25 9 28 8200 5400 3 4 3 4 ДОМ 17 5 6 7 Минусинский бассейн (Хакаcия) 5 6 7 14 41 7400 ООО «Трансугольимпекс» ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 8 9 8 9 5130 ? 2 Р-э Восточно-Бейский ОАО 3 Р-з Степной ЗАО 4 Р-з Изыхский ОАО 5 Ш.Енисейская ОАО 1 2 ДПК 18 14 41 7400 5060 ДСШ ДР 24,5 20 14 14 41 41 7400 7400 4710 4930 ДО 18,5 12,5 43 7400 5290 ДПК 18 12,5 43 7400 5390 ДМСШ 20 15 43 7400 4970 ДР 19 13,5 43 7400 5170 ДОМ 13 40 7600 5360 ДПК 13 40 7600 5360 ДСШ 13 40 7600 5160 ДР 13,5 40 7600 5180 ? ? ДОМ 30 18 42 7700 4601 ДПК 27 18 42 7700 4727 ДСШ 30 18 42 7700 3970 ДР 30 18 42 7700 4286 ДКОМ 25 12 42 7600 5250 ДСШ 30 13 42 7600 4630 ДР 30 12 42 7600 4720 ? 3 4 5 6 7 8 9 ? 6 Ш. Хакасская ОАО 1 2 ДПК 16 14 43 7650 5370 ДОМСШ 20 14 43 7650 5180 ДР 19 14 43 7650 5240 3 Канско-Ачинский Бассейн (Чулымо-Енисейская, восточная часть) 4 5 6 7 8 ? 9 1 Итатское. 2БР 12 40 50 2940 ? 2 Боготольское 2БР 12 44 50 2700 ? 3 Барандатское 2БР 7 37 50 3400 ? 4 Урюпское 2БР 7 33 50 3820 ? 5 Березовское 2БР 7 33 50 3820 ? 6 Назаровское 2БР 12 39 50 3000 ? 7 Большесырское ЗБР 6 1 2 3 Ирша-Бородинское Абанское Переяславское 2БР 2БР 3БР 9 12 8 3 4 ДР, ГР 31 1 1 2 Черемховское м-ние (р-зы Сафоновский и Черемхов- 19 45 7100 5000 (Каннская, восточная часть) 33 50 3820 33 50 3380 25 50 7100 4500 Иркутский бассейн 5 6 7 8 13 47 7655 4270 ООО «Сибуголь» ? ? ? 9 ? ский) 2 3 4 5 6 7 Вознесенское Уч. Мотовский ГР 29 16 46 7700 4190 ? ? Уч.Вознесенский ГР 28 10 46 7800 4800 ? Ишидейское Азейское (р-зы Азейский и Тулунский) ДР 17 15 45 7720 5070 ? ЗБР 19 25 47 6680 3435 ? Мугунское ЗБР 19 22 46 6680 3670 ? ДР 13 12 48 7420 5380 ? Г. ГЖ 12 8 49 7757 6080 ? Каранцайское Новометелкинское Восточный и Центральный Казахстан. 1 Майкюбе ЗБР 19 20 45 7000 4030 2 Каражира ЗБР-ДР 25 17 45 7150 4030 3 Шубарколь ЗБР-ДР 15 17 45 7150 4620 4 Сарыколь Д 15 25 43 7300 4500 5 Экибастуз ССР 40 7 20 7700 4300 6 Кумыскудук Д 14 24 42 7300 4800 ? ? ? ? ? ? Приложение 2.1. Удельные отопительные характеристики жилых зданий Объем зданий по наружноg, ккал/(м3 ч. оС) 3 му обмеру, м Постройка до 1958 г. Постройка после 1958 г. 1 2 3 100 0,74 0,92 200 0,66 0,82 300 0,62 0,78 400 0,60 0,74 500 0,58 0,71 600 0,56 0,69 700 0,54 0,68 800 0,53 0,67 900 0,52 0,66 1000 0,51 0,65 1100 0,50 0,62 1200 0,49 0,60 1300 0,48 0,59 1400 0,47 0,58 1500 0,46 0,55 1700 0,46 0,55 2000 0,45 0,53 2500 0,44 0,52 3000 0,43 0,50 3500 0,42 0,48 4000 0,40 0,47 4500 0,39 0,46 5000 0,38 0,45 6000 0,37 0,43 7000 0,36 0,42 8000 0,35 0,41 9000 0,34 0,40 10000 0,33 0,39 11000 0,32 0,38 12000 0,31 0,38 13000 0,30 0,37 14000 0,30 0,37 15000 0,29 0,37 20000 0,28 0,37 25000 0,28 0,37 30000 0,28 0,37 35000 0,28 0,35 40000 0,27 0,35 45000 0,27 0,34 50000 0,26 0,34 Приложение 2.2. Объем здания по наружному обмеру 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1700 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 5000-10000 10000-15000 Более15000 Конторы 0,9 0,8 0,76 0,72 0,69 0,67 0,66 0,65 0,64 0,63 0,60 0,58 0,57 0,56 0,55 0,53 0,51 0,50 0,48 0,46 0,45 0,44 0,43 0,38 0,35 0,32 Кинотеатры Удельные тепловые характеристики общественных зданий Магазины Дет. сады Больницы, Кафе, реКлубы Гаражи поликлистораны ники 0,83 0,73 0,69 0,65 0,62 0,60 0,59 0,58 0,57 0,56 0,53 0,51 0,50 0,49 0,48 0,46 0,44 043 0,41 0,39 0,38 0,37 0,36 0,32 0,30 - 0,85 0,75 0,71 0,67 0,64 0,62 0,61 0,60 0,59 0,58 0,55 0,53 0,52 0,51 0,50 0,48 0,46 0,45 0,43 0,41 0,40 0,39 0,38 0,33 0,31 - 0,85 0,75 0,71 0,67 0,64 0,62 0,61 0,60 0,59 0,58 0,55 0,53 0,52 0,51 0,50 0,48 0,46 0,45 0,43 0,41 0,40 0,39 0,38 0,34 - 0,87 0,77 0,73 0,69 0,66 0,64 0,63 0,62 0,61 0,60 0,57 0,55 0,54 0,53 0,52 0,50 0,48 0,47 0,45 0,43 0,42 0,41 0,40 0,36 0,32 0,30 0,82 0,72 0,68 0,64 0,61 0,59 0,58 0,57 0,56 0,55 0,52 0,5 0,49 0,48 0,47 0,45 0,43 0,42 0,40 0,38 0,37 0,36 0,35 0,33 0,30 - 0,84 0,74 0,70 0,66 0,63 0,61 0,60 0,59 0,58 0,57 0,54 0,52 0,51 0,50 0,49 0,47 0,45 0,44 0,42 0,40 0,39 0,38 0,37 0,33 0,30 - 1,09 0,96 0,92 0,89 0,87 0,86 0,85 0,84 0,83 0,82 0,79 0,77 0,76 0,75 0,74 0,72 0,70 - Бани 0,75 0,65 0,61 0,57 0,54 0,52 0,51 0,50 0,49 0,48 0,45 0,43 0,42 0,41 0,40 0,38 0,36 0,35 0,33 0,31 0,30 0,29 0,28 0,25 0,23 - Школы 0,86 0,78 0,72 0,68 0,65 0,63 0,62 0,61 0,60 0,59 0,56 0,54 0,53 0,52 0,51 0,49 0,47 0,46 0,44 0,42 0,41 0,4 0,39 0,35 0,33 - Гостиницы. 0,9 0,8 0,76 0,72 0,69 0,67 0,66 0,65 0,64 0,63 0,60 0,58 0,57 0,56 0,55 0,53 0,51 0,50 0,48 0,46 0,45 0,44 0,43 0,38 0,35 0,32 Пожарные депо 0,87 0,77 0,73 0,69 0,66 0,64 0,63 0,62 0,61 0,60 0,57 0,55 0,54 0,53 0,52 0,50 0,48 - Приложение 2.3. Средняя расчетная температура наружного воздуха за отопительный период и его продолжительность Населенные пункты Tmin (оC) Tср о.п. (оC) no (количество дней) Барнаул -39 -8,3 219 Алейск -38 -8,6 216 Бийск -38 -8,7 222 Горно-Алтайск -33 -7,4 224 Змеиногорск -35 -7,3 213 Камень-на Оби -40 -9,5 223 Рубцовск -38 -8,5 213 Славгород -36 -9,7 213 Благовещенск -38 -9,4 216 Примечание: для других местностей принимаются по данным метеостанций или по аналогии с ближайшими городами. Приложение 2.4. Расчетная температура воздуха отапливаемых помещений Наименование помещений Температура внутреннего воздуха, о С Гостиницы, общежития, административные здания, жилье 20 Детские сады, ясли, поликлиники, амбулатории, Диспансеры, 22 больницы Высшие и средние учебные заведения, школы, лаборатории, 16 предприятия общественного питания, клубы, дома культуры Театры, магазины, пожарные депо 15 Кинотеатры 14 Гаражи 10 Бани 25 Приложение 3 Методические рекомендации по оценке качества и потребительской ценности угля Введение Без сведений об основных параметрах качества и основных свойствах угля применительно к использованию в той или иной области народного хозяйства невозможна организация его эффективного использования, учета и планирования. Даже самые точные определения значений основных параметров качества угля в лаборатории не может и не должно рассматриваться как оценка его потребительской ценности. Ибо, во-первых, для большинства потребителей результаты лабораторных исследований являются «китайской грамотой», прочесть-то сумеют, а понять – не всегда. Во- вторых, данные визуальных наблюдений очень часто являются весомым дополнением к результатам лабораторных исследований, позволяющим более корректно оценить качество топлива. Потому в настоящей работе мы попытаемся как можно подробнее обобщить опыт собственных работ и исследований, других авторов и создать практическое руководство по изучению углей, поступающих для нужд предприятий малой энергетики и населения. Данное методическое руководство, совместно с подготовленной к изданию брошюрой «Уголь в малой энергетике» позволит специалистам ООО «НПП «АУИЦ» решать вопросы по оценке качества и потребительской ценности угля на достаточно высоком профессиональном уровне, в необходимых случаях производить взаимозаменяемость специалистов. Данное руководство являет внутренним документом ООО «НПП «АУИЦ» и не подлежит передаче юридическим и физическим лицам, не являющихся сотрудниками предприятия. Данное руководство открыто для внесения изменений и дополнений на всем протяжении его действия, существовало только в единственном экземпляре и было доступно к ознакомлению и пользованию только для сотрудников ООО «НПП «АУИЦ». Опробование Основной целью опробования является получение исследуемого материала в минимальном количестве, но при этом определяющем средние значения основных параметров его качества. Второй, и не менее важной задачей, является получение визуальных данных о состоянии топлива, основных его особенностях. В настоящее время основным документом регулирующим отбор проб считается ГОСТ 10742-71 «Угли бурые, каменные, антрацит, горючие сланцы и угольные брикеты. Методы отбора и подготовки проб для лабораторных испытаний». Но данный ГОСТ, как видим, датирован 1971 годом и потому он адаптирован для оценки качества топлива при передаче его от государственного производителя государственному же заказчику. При этом исполнители как с той, так и с другой стороны в малой степени были заинтересованы в некорректной оценке качества топлива. Но в настоящее время ситуация кардинально изменилась. Рыночные отношения в их зачаточном, как у нас, виде порождают лжеконкуренцию, при которой соревнуются между собой не товары, а поставщики этих товаров. Потому результаты наших исследований должны максимально соответствовать действительному положению вещей, то есть быть максимально точными и объективными. Основные этапы проведения опробования следующие. 1. Визуальный осмотр хранящегося (или свежевыгруженного) угля. При этом основное внимание должно уделяться визуальной однородности топлива, так как в одном массиве могут быть соскладированы разные по марочному и сортовому составу угли. В принципе складирование разных типов угля в один массив, и, соответственно, оценка их качества не допускается. Но в наших условиях это не является исключением. Потому при планировании отбора проб необходимо принять решение о разделении массива на отдельные части (что практически всегда отвергается заказчиками) или же учитывать эту особенность при размещении системы отбора точечных проб. Факт наличия в опробуемом массиве углей разного типа должно быть зафиксировано на фото и в акте отбора проб. 2. Документация (описание) угля. Производить детальное описание угля при отборе проб не всегда возможно по многим причинам, в основном изза часто неблагоприятных погодных условий. Лучше это делать при обработке проб, в цехе пробоподготовки. В полевых условиях достаточно отметить основные особенности: цвет угля, размер кусков и примерное их содержание по группам классов, наличие инородных, породных, включений, крепость угля и породы. 3. Составление программы отбора проб. При составлении программы отбора проб определяющими моментами являются количество топлива подлежащего оценке и максимальный размер его кусков. От количества (массы) топлива зависит количество точек, в которых необходимо произвести отбор проб. Согласно ГОСТ 10742-71 количество точечных проб в зависимости от объема опробуемого массива должно составлять, см. таблицу Масса угля в массиве До 100тн От 100 до 500тн. От 500 до 1000тн Свыше 1000тн. Количество точечных проб, n1 8 16 32 Расчет по формуле ni =n1√M1/C где ni – количество проб; М1 – масса партии, тн.; С - 1000тн. При опробовании обогащенного топлива количество точечных проб сокращается вдвое. Здесь необходимо отметить, что к обогащенному топливу можно относить и однородные по составу угли, не содержащие видимых включений вмещающих пород. Масса топлива, отбираемого в каждой точке (масса точечной пробы) определяется максимальным размером кусков в соответствии с нижеприведенной формулой: m=0.06D где m – масса, в кг. D – размер максимальных кусков, мм. Но при этом нужно иметь ввиду, что содержание таких кусков должно составлять не менее 5%. При меньшем их количестве, в расчет массы точечной пробы принимается размер наиболее часто встречающихся крупных кусков. В случае, если в точку опробования попадает кусок большего, чем принято в расчет, то он должен быть расколот вручную до размера принятого в расчет. Очень часто к нам поступает уголь, отгруженный прямо с забоя разрезов. Он, как правило, характеризуется наличием крупных глыб размером до 1000 мм. и более. В принципе такой уголь не должен рассматриваться в качестве товара, так как он не отвечает ни одному из классов по ГОСТ 19242-73. При отборе точечных проб необходимо ориентироваться на размер кусков, до которого будут дробиться глыбы в местах отбора точечных проб. 4. Отбор пробы. Точечные пробы отбираются по равномерной сети. С каждой точки отбирается количество угля определенное в п. 3 независимо от его крупности в данной точке. Отобранный материал ссыпается в конус на специально расчищенной площадке. При невозможности обеспечить твердую основу необходимо применять брезентовую, полиэтиленовую подстилку. Примерная масса объединенной пробы должна составить, см. рисунок. Масса объединенной пробы, кг. 250 200 до 100 т онн, 8 т очек 150 100-500 т онн, 16 т очек 100 500-1000 т онн, 32 т очки 50 0 6 мм. 13 мм. 25 мм. 50 мм. 100 мм. М аксимальный разме р кусков, мм. .Для корректной оценки потребительской ценности угля при его использовании в малой энергетике (при слоевом сжигании) обязательным условием является определение его гранулометрического (кускового) состава. Сделать это в полевых условиях (на объекте опробования) часто невозможно из-за того, что материал бывает сильно переувлажненным, смерзшимся. Транспортировка проб массой более 50 кг. в лабораторию также проблематична. Потому исходная проба должна быть сокращена на месте до приемлемого веса. Для этого при отборе пробы необходимо ссыпать отобранный материал строго сверху, что обеспечит равномерное его распределение по конусу одновременно раскалывая крупные куски примерно до 50 мм.. При наличии признаков неравномерного распределения материала его нужно предварительно перемешать и снова собрать в конус. Затем конус расплющивают и производят сокращение материала до получения минимально необходимой массы пробы. Методика сокращения пробы показана на рисунке: Выбросить Оставить Оставить Выбросить Конечный вес сокращенной пробы в зависимости от однородности угля и максимального размера кусков согласно формулы Курлова Q = k*d2 Где Q – вес (масса) пробы; k – коэффициент однородности, см. таблицу; d – размер (диаметр) кусков. k Характеристика угля Масса пробы* 0,01 Обогащенные или угли однородного петрографического (вещественного) состава с отсутствием или с единич25,0 ными включениями сростков угля и породы и отдельных кусков породы. 0,015 Угли неоднородного петрографического состава с со37,5 держанием сростков и кусков породы не более 5%. 0,02 0,025 Угли с содержанием сростков и кусков породы от 5 до 10%. Неоднородные угли с содержанием сростков и пустой породы более 10%, промпродукт. 50,0 62,5 - минимальная масса сокращенной пробы при размере кусков 50 мм. При этом додрабливать уголь до меньшего размера, чем 50 мм. не рекомендуется, так как при этом может существенно возрастать количество мелких обломков, что может повлиять на оценку потребительской ценности топлива. Исключением являются угли по размерности кусков не отвечающие ГОСТ 19242-73, или поступившие на предприятия с пылевидным типом сжигания. При опробовании нестандартного (крупноглыбового) угля, изучение гранулометрического состава не производится, да и сделать это невозможно, в местах отбора точечных проб материал можно раздрабливать до минимально возможных размеров, исходя из этого и составлять программу отбора и сокращения объединенной пробы. При последнем сокращении 2 противоположных четверти загружаются в водонепроницаемую тару, снабжаются этикеткой, пломбируются и направляются в ИЛ. При необходимости вторая половина пробы также упаковывается, пломбируется и передается заинтересованной стороне (заказчику или потребителю). Пример отбора пробы. 1. На тупик поступило 10 вагонов угля – 650 тонн. 2. Выгружены вагоны на обе стороны эстакады. 3. Уголь рядовой, относительно однородный, содержание видимой породы и сростков примерно 5-7%, размер кусков от 0 до 300 мм. Так как при выгрузке из люковых вагонов происходит естественное усреднение их содержимого (в данном случае происходит эффект делителя Джонсона), то производить отбор проб можно с любой стороны эстакады и при этом будет охарактеризовано все поступившее топливо. В данном случае масса угля в опробуемом массиве будет равна 650/2 = 325 тонн. Тогда - количество точечных проб составит 16 шт. - масса каждой точечной пробы должна составить 300*0,06 = 18 кг. Но, так как крупные куски будут попадаться в единичных лунках, то лучше производить их раскалывание. Как правило, точечные пробы отбираются в ведра, масса угля в которых составляет 10-12 кг., то раскалывание при отборе точечных проб можно производить до 100-150 мм. -масса сборной пробы в данном случае составит примерно 16*(0,06*150) = 140150 кг. Квартовать (сократить) пробу в 2 раза до массы 70-75 кг. можно при размере кусков d2 = 75/002 = 3750, d = 60 мм. Далее сокращение пробы невозможно, так как необходимо будет додрабливать куски до d2 = 32/002 = 1600, d = 40 мм. Потому после 1-ой квартовки отбираем и оформляем пробу массой примерно70- 75 кг. Для упрощения расчетов в прил. 1 приведена соответствующая номограмма определения массы пробы. Внимание!!!! Отбор проб из поверхности вагонов категорически не рекомендуется, так как в последние годы поставщики практикуют погрузку «бутербродом», некачественный уголь сверху засыпается более качественным. ГОСТом 10742-71 допускается опробование свежевыгруженного угля из-под вагонов. Обработка проб 1. Приемка пробы. При поступлении пробы необходимо проверить сохранность упаковки пробы, наличие пломбы, этикетки и все отразить в акте ее приема. При наличии акта отбора пробы зарегистрировать его. 2. Предварительная подготовка пробы. Высыпать материал пробы на тщательно очищенную площадку в дробильном цехе. При готовности пробы к обработке (материал сыпучий, нет смерзшихся кусков) приступить е ее обработке. Но при этом нужно быть очень внимательным, так как окисленные угли могут содержать обломки сильно выветрелых вмещающих пород, которые при дроблении (и оттайке) будут полностью закупоривать щель дробилки. Если материал пробы очень сырой или с наличием смерзшихся кусков, если материал проморожен и есть сомнение в том, что при оттаивании он не может быть рассеян или раздроблен, необходимо весь материал поместить в соответствующие емкости для предварительного оттаивания и просушки. При этом обязательным является тщательное взвешивание материала до оттаивания и просушки и после - для оценки потери влаги. 3. Сортировка (расситовка) пробы. Сортировку материала пробы производится на классы определенные ГОСТ 19242-73, или до иной размерности, если это является условием заказчика. Материал полученных классов помещают в отдельные емкости и по окончанию рассева определяют их чистый вес. 4. Определение содержания видимой породы. В процессе пробоподготовки, перед началом дробления материалов классов выше 25(20)мм. производится определение содержания видимой породы согласно ГОСТ 1916-75. Методика данного вида исследования довольно проста и заключается в ручном отборе кусков видимой породы и ее взвешиванием. Процентное содержание видимой породы определяется как отношение массы породы к общей массе всего материала по классу или к общей массе пробы. Отобранная порода после взвешивания обязательно подлежит возврату в общую массу пробы. 5. Документация (описание) материала пробы. Одновременно с выборкой видимой породы производится тщательное изучение и фиксация основных особенностей исследуемого материала для последующего его описания (документации). При документации необходима фиксация следующих параметров: Параметр Пример фиксации показателя Информативность параметра 1 2 3 1. Размер и В удлиненных, уплощенных, Можно определять место и характер обизометричных обломках. Обспособ добычи, окисленломков ломки остроугольные, с округность, сортировку. лыми гранями. 2. Цвет Бурый, темно-бурый, черный, В первом приближении можтемно-серый но определить марочный со- став угля. Однородный. Полосчатый, с Марочный состав угля, возфиксацией размерности полос раст образования угля. и типов угля их составляющих. Комковатый. и т.д. 1 2 3 4. Блеск Определяется по витринитоВ первом приближении можвым типам. Блеск смолистый, но определить марочный состеклянный, металлический став угля. алмазный. 4. Цвет черты Бурая, черная, серая и другие Марочный состав, окислентипы. Характер черты ность. 5. Излом Ровный, неровный, раковистый Марочный состав, окислени др. ность. 6. Крепость Крепкий, малой крепости, рых- Марочный состав, окисленлый ность, зольность 7. Хрупкость Хрупкий, вязкий. Окисленность, зольность 8. Плотность Тяжелый, легкий, относительно Марочный состав, зольность легкий. 9. Примеси Описание неугольных включеЗольность, степень окисленний, их состав, особенности. ности. 10. Другие Наличие обохренности, вклюСтепень окисленности особенности чения неокисленных сульфидов и др. Далее, в зависимости от количества и соотношения разных классов принимается решение по программе измельчения и сокращения пробы, то есть собственно пробоподготовки. 6. Дробление. Можно производить до размера частиц, составляющих лабораторную пробу, то есть до 3 или 2,5 мм. Но это не всегда возможно, так как рассев на мелких ситах 3 (2,5)мм. и даже 6(5) мм.) даже умеренно увлажненного угля не всегда возможен. Кроме того, часто необходимо определение влаги внешней, что производится путем медленной сушки угля измельченного до 6 (5) или 13 (10 мм.), см. ГОСТ 52911-2008. Данный показатель имеет важное значение при оценке качества и потребительской ценности угля, так как он определяет смерзаемость, сыпучесть угля, склонность его к самовозгоранию. Измельчение до 3 (2,5) или 6(5) мм. всего материала возможно при наличии мощной дробильной установки. При дроблении на лабораторных дробилках типа ДЩ-8 это процесс может занять продолжительный период, особенно при измельчении крепких и вязких углей, что чревато потерей влаги, а значит искажением результатов исследования угля. При наличии в пробе значительного количества материала средних и крупных классов можно (и нужно) производить поэтапное дробление. При этом 3. Текстура должно соблюдаться условие минимальной массы сокращенной пробы, определенной формулой Курлова, см. таблицу. Минимальная масса сокращенной пробы, кг. Максимальный разK=0.015 K=0.02 K=0.025 мер кусков K=0.01 1 2 3 4 5 -0,2мм. 0,08 0,08 0,08 0,08 -2,5мм. 0,5 0,5 0,5 0,5 -5мм. 1 0,5 2 0,8 3 1,0 4 1,3 5 -10мм. 2,0 3,0 4,0 5,0 -20мм. 4,0 6,0 8,0 10,0 -30мм. 9,0 13,5 18,0 22,5 -40мм. 16,0 24,0 32,0 40,0 -50мм. 25,0 37,5 50,0 62,5 -60мм. 36,0 54,0 72,0 90,0 Таким образом, исходная проба при поэтапном дроблении и сокращении может быть доведена до размера кусков 13(10)мм. Этот материал, при необходимости, подвергается сушке согласно ГОСТ 52917-2008 с определением влаги внешней (Wвн.). Далее проба додрабливается до -3 (2,5) мм. из материала которой отбирается (при помощи делителя, вычерпыванием) навеска массой 80-100 г., которая на истирателе доводится до размера менее 0,2 мм. (аналитическая проба) и передается в ИЛ. Оставшийся материал, примерно 0,5 кг., упаковывается в герметическую емкость (лучше в двойной полиэтиленовый пакет) и также направляется в ИЛ. Все записи, произведенные в процессе пробоподготовки передаются специалисту для обработки, или же обрабатываются исполнителем. Расчеты гранулометрического состава, влаги внешней, содержания видимой породы производятся по простейшим компьютерным программам. При этом производится проверка (контроль) качества обработки. Разница между начальным весом пробы и суммарной массы классов не должна превышать 1%. Лабораторные исследования Определение основных показателей качества производится, как правило, а для таких показателей, как влага аналитическая, зола, выход летучих веществ, теплота сгорания обязательно в одно и то же время. Определения производятся в строгом соответствии с методами и приемами изложенными в ГОСТах: - определение воздушно-сухой влаги из лабораторной пробы согласно ГОСТ Р 52911-2008. - определение влаги аналитической пробы по ГОСТ Р 52917-2008. - определение зольности аналитической пробы, ГОСТ 11022-95 - определение выхода летучих веществ аналитической пробы, ГОСТ 6382-2001 - определение высшей теплоты сгорания аналитической пробы ГОСТ 147-95. - определение серы общей аналитической пробы, ГОСТ 8606-93. Пересчет на различные состояния топлива производится по формулам пересчета (компьютерные программы могут быть предоставлены). Определение водорода для пересчета теплоты сгорания для углей Кузбасса производится по графику зависимости Н daf от V daf . 5,60 5,40 Содержания водорода, Hdaf, % 5,20 5,00 4,80 4,60 4,40 4,20 4,00 3,80 3,60 3,40 3,20 3,00 V=5% V=10% V=15% V=20% V=25% V=30% V=35% V=40% V=45% Выход летучих веществ, Vdaf А для углей других бассейнов и месторождений Западной Сибири и Восточного Казахстана согласно таблицы. Содержания водорода, Hdaf, % Выход № Месторождение, Марка летучих По литературПринимаемые п/п бассейн угля веществ, ным источнипри расчетах daf V ,% кам Минусинский бас1. Д 40-42 4,8-5,4 5,1 сейн Канско-Ачинский 2. 2Б 45-51 4,5-5,5 5,0 бассейн Майкюбенский 3. 3Б-Д 40-41 5,0-5,2 5,1 бассейн 4 5 Месторождение Каражыра Мунай Д 45-47 5,2-6,2 5,7 3Б 45-47 4,8-5,0 4,9 Составление заключения Большинство угольных лабораторий и испытательных центров предоставляют заказчикам полученные данные исследований в виде таблиц значений показателей. Но мы считаем это недостаточным, так как не все потребители могут сделать верные и полные выводы о качестве и потребительской ценности топлива. Для оценки потребительской ценности угля необходимо, прежде всего, знать его марочный и сортовой (гранулометрический) состав, теплоту сгорания, влажность, зольность, окисленность. Основными показателями, используемыми при разделении ископаемых углей на группы и марки согласно ГОСТ 25543-88 являются: 1. Отражательная способность витринита ( R0); 2. Теплота сгорания на влажное беззольное состояние топлива (Qsaf) и 3. Выход летучих веществ (Vdaf). Но при этом нужно отметить, что ГОСТ 25543-88 является универсальной классификацией углей всех бассейнов и месторождений СССР. До этого существовали бассейновые классификации. Потому в нашем случае, когда в регион поступают близкие по основным свойствам угли из Кузбасса, КанскоАчинского, Минусинского бассейна и месторождений Восточного Казахстана, мы вправе использовать региональную (Кузнецкую) классификацию. Согласно этой бассейновой классификации (и ГОСТ 25543-88 тоже) разделение углей, поступающих в наш регион, на бурые (Б), каменные (от Д до Т) и антрациты (А) производится в соответствии с таблицей: Вид (группа) угля Влажность воздушно-сухого топлива (Wh), % Теплота сгорания влажного беззольного топлива (Qsaf), Мдж/кг. Выход летучих веществ (Vdaf), % Как правило, более 44 Каменный уголь Менее 20 Более 24 От 8 до 40 Антрациты Менее 8 Разделение группы каменных углей на марки несколько сложнее. В их составе можно условно выделить тоже 3 группы: 1. Низкометаморфизованные энергетические каменные угли (марки Д, ДГ); 2. Коксующиеся (спекающиеся) угли (марки Г, ГЖ, Ж, КЖ, К, КС и др.); 3. Высокометаморфизованные каменные энергетические угли (марка Т). Но и коксующиеся угли могут использоваться в энергетике, если они по какимто причинам (окисленность, неблагоприятный петрографический состав, высокая материнская зола) потеряли способность спекаться. Кроме того в энергетике используются и отходы обогащения коксующихся углей (промпродукт, шлам). Определение марочного состава вполне корректно может быть определено на основании критериев указанных в таблицах 1 и 2. Бурый уголь Свыше 20 Менее 24 Показатели** Марка угля Длиннопламенный (Д) (Wh), % (Vdaf), % Qsdaf, ккал/кг. 6-10 40-46 7100-7500 Характер коксового остатка Порошок Слабо слипшийся Слипшийся Спекшийся Спекшийся Спекшийся Сплавленный Сплавленный Длиннопламенный газовый (Д-Г) 5-8 38-44 7500-7600 Газовый энергетический (Гэ) 5-8 38-44 7600-7800 Газовый коксующийся (Гк) 4-7 38-44 7700-7900 Газовый жирный (ГЖ) 1СС* 4-7 35-42 7800-8000 Жирный (Ж) 4-6 30-37 7900-8300 Коксовый жирный (КЖ) 2СС* 4-6 25-32 8000-8400 Коксовый (К) 3-6 22-27 8200-8600 Коксовый слабоспекающийся (КС, ОС) 3СС* 3-6 17-22 8100-8500 Сплавленный Тощий (Т) 2-4 8-17 8000-8400 Порошок * - Характер коксового остатка чаше порошок или слабо слипшийся. ** - Показатели не относятся к окисленным углям. Определение гранулометрического состава производится в процессе обработки проб. В заключении эти данные, а также сведения о содержании видимой породы приводятся в виде соответствующего графика, построение которого производится при помощи простейшей компьютерной программы. Основные показатели качества и их сопоставление с таковыми, заявленными в договорах и контрактах приводится в табличной форме. Оценка потребительской ценности производится по разработанной в ООО «НПП «АУИЦ» методике. До настоящего времени за основной критерий ценности угля принимается его теплота сгорания. Но общеизвестно, что тепловая энергия, заключенная в топливе не полностью трансформируется в полезный для нас товар. При сжигании часть ее теряется с уходящими газами, часть в виде несгоревшей части летучих веществ (т.н. химический недожог), часть с недогоревшим или просыпавшимся через колосники углем (мех. недожог), с теплом удаляемого шлака. Значения величин перечисленных потерь тепла будет зависеть от многих факторов, таких как типы котлов (КПД), технология сжигания, зольность, влажность, окисленность угля и др. На котельных слоевого сжигания, особенно с котлами оборудованными топками с неподвижными или поворотными колосниковыми решетками одним из главных факторов, влияющих на эффективность их работы, является однородность гранулометрического (кускового) состава угля. Так по результатам наших исследований КПД котлов и, соответственно, удельные расходы топлива при разных уровнях нагрузки, уменьшаются на 01-1 %, а в некоторых случаях и более, пропорционально увеличению содержания мелких классов (обломков менее 10мм.). Эти данные, конечно же, требуют проведения дополнительных исследований. Но и они позволяют с гораздо большей точностью и корректностью производить оценку потребительской ценности топлива. Марка угля 1 2Б Таблица 2. Рекомендации по визуальному определению марочного состава угля и основных его параметров Теплота сгорания при состоянии угля** СлабоВлажвлажный, Характерные визуальные признаки ный, ОкисСухой, с примепереизленкусковой сью мелмельный* ких класченный сов 2 3 4 5 6 Цвет бурый, темно-бурый. Черта яркая бурая, красновато-бурая. Блеск 35003200Не поНе потипично смолистый. Излом неровный, раковистый. Обломки, как правило, 3700 3600 ступает ступает крупные. Малой крепости, вязкий. Породные включения редки и представлены слаболитифицированными глинами и песками (легко разламываются руками). 3Б Мунайское месторождение. Цвет черный, иногда с легким буроватым оттенком. Черта бурая. Матовые и полуматовые за счет обилия фюзенизированной флоры. Излом неровный за счет сланцеватости. Обломки, как правило, крупные. Малой крепости, довольно хрупкий. Породные включения редки и представлены слаболитифицированными глинами и песками. 43004600 40004300 35004000 32003500 3Б-Д Цвет черный, иногда со слабым буроватым оттенком. Черта бурая и темно-бурая. Чаще блестящий, реже полублестящий. Блеск смолистый. Излом ровный, характерны, как правило, крупные удлиненные прямоугольные об- 44004600 42004400 39004300 36004000 ломки с ровными гранями. Небольшой крепости, относительно вязкий. Породные включения часто многочисленные, крупные, и представлены слаболитифицированными алевролитами и песчаниками. (Месторождения Каражыра и Майкюбенский бассейн РК) 1 Д 2 Угли данной марки характеризуются широким спектром показателей качества и потребительской ценности. Потому при их оценке рациональным является выделение подгрупп, что нашло свое применение в ГОСТ Р 515862000. 1Д. Цвет черный. Черта темно-бурая, буровато-черная. Блестящий, широкополосчатый. Блеск смолистый, до стеклянного, яркий. Излом неровный, ступенчатый. Обломки, как правило, крупные, изометричные, с неровными гранями. Малой крепости. Хрупкий, особенно витренитовые разности. Обломки вмещающих пород (алевролиты, песчаники) малой крепости, со слабо выраженной сланцеватостью. Д (Х). Классическими углями данной марки являются угли Минусинского бассейна (РХ). Цвет черный. Черта черная. Как правило, полублестящий с прослоями блестящего, часто полуматовые разности. Блеск стеклянный. Излом неровный. Обломки крупные, изометричные. Крепкий, вязкий. Вмещающие породы представлены чаще белесыми алевролитами и аргиллитами, углистыми разностями. Характерной особенностью является наличие отпечатков фрагментов флоры по плоскостям наслоения. 3 4 5 6 48005100 46004900 43004600 39004200 52005500 50005300 46005000 41004500 Г СС Д. ДГ. В Кузбассе добываются, в основном, шахтным способом. Цвет черный. Черта черная, иногда со слабым буроватым оттенком. Как правило, блестящий, реже полублестящий. Полосчатый. Блеск стеклянный. Излом неровный. Обломки чаще небольших (до 150 мм.) размеров, чаще изометричные. Относительно крепкий, хрупкий. Вмещающие породы с выраженной сланцеватостью, крепкие, иногда сидеритизированные, за счет чего даже при непродолжительном хранении приобретают буроватый цвет. 51005400 49005200 45004900 42004700 В большинстве своем газовые угли Кузбасса обладают достаточно высокой спекаемостью, что предопределяет возможность использования их в коксохимической промышленности. Потому для энергетических целей поступают чаще отходы углеобогащения или некондиционное сырье. Цвет черный. Черта бурая, темно-бурая, иногда красновато-бурая ( Чаще блестящий и полублестящий, тонкополосчатый. Блеск стеклянный, яркий. Излом неровный, иногда раковистый. Обломки некрупные, чаще не более 70-80 мм. , изометричные. Крепкий, довольно вязкий. Породные обломки более крупные, чем угольные и представлены в большинстве своем неслоистыми сидеритизированными тяжелыми алевролитами и аргиллитами. К данной марке относится широкая гамма коксующихся углей по какой-то причине не используемых для производства кокса, а также отходы их обогащения (шлам, промпродукт). Условно эти угли можно разделить на 3 подгруппы. Цвет черный. Черта черная, жирная. Блестящий 1СС (Гк, и полублестящий. Блеск типичный стеклянный. ОдГЖ). 55006000 52005600 48005200 Не поступает 62007000 56006200 50005600 44005000 нородный или тонкополосчатый, линзовиднослоистый. Довольно часто встречается уголь с псевдозернистой текстурой. Излом неровный и раковистый. 3СС (К, ОС) Обломки, как правило, мелкие. Крепкий, чаще вязкий. Породные включения крепкие, в алевролитах и аргиллитах проявляется четкая сланцеватость. Цвет черный и серовато-черный. Черта слабая, черная, сероваточерная. Блеск стеклянный, металлический. Текстура массивная, реже тонкополосчатая и линзовидная. Излом раковистый, реже неровный. Обломки чаще крупные, оскольчатые. Крепкий и очень крепкий, вязкий. Вмещающие породы крепкие, с выраженной сланцеватостью. Цвет черный и серовато-черный, часто с характерным шелковистым отливом . Черта слабая, серовато-черная. Блеск алмазный. Текстура массивная, реже тонкополосчатая и линзовидная. Излом раковистый, реже неровный. Обломки чаще крупные, оскольчатые. Очень крепкий, вязкий. Вмещающие породы крепкие, с выраженной сланцеватостью. 2СС (Ж, КЖ) Т А 64007200 56006400 50005600 44005000 64007200 56006400 50005600 44005000 62007000 56006200 50005600 44005000 62007000 56006200 50005600 44005000 - Окисленные угли Окислению (выветриванию) подвержены угли всех марок. Степень окисленности может быть разной и определяется разными методами. Наиболее объективными из них являются уменьшение степени спекаемости (до полной потери) для коксующихся углей и теплоты сгорания для энергетических. Выделяют две группы окисленных углей: ОК1 – При уменьшении теплоты сгорания высшей до 10% по сравнению с неокисленными; ОК2 – При уменьшении теплоты сгорания высшей от 10% до 25% по сравнению с неокисленными; При окислении углей происходят процессы противоположные углефикации, увеличивается влажность, уменьшается крепость, хрупкость. Особенно наглядно окисленность проявляется на вмещающих породах, которые гораздо быстрее, чем уголь теряют свои прочностные свойства. Весьма характерным признаком окисленности является наличие бурых пятен гидроокислов железа на плоскостях наслоения и трещин за счет окисления пирита. В лабораторных условиях степень окисленности в первом приближении можно определить посредством препаратов, реагирующих на наличие и концентрацию гуминовых кислот. ** - При наличии видимой породы теплота сгорания уменьшается пропорционально содержанию этой породы Наиболее корректной величиной определяющей полезную (потребительскую) ценность угля является удельный расход топлива на производство единицы тепловой энергии. Для котельных слоевого сжигания данный показатель определяется по формуле: Ру=1000/7/КПД пасп./( Qri /7000)/((100-(М*k))/100) Где Ру – Удельный расход топлива, кг./1Гкал; Qri – Теплота сгорания, ккал/кг; М – Содержание мелких классов, %; k – Коэффициент влияния мелких классов. Коэффициент k зависит от степени нагрузки на котел, зольности, влажности, окисленности угля и составляет примерно, см. таблицу: Показатели качества угля Влажность, Wrt, % Нагрузки на Какотел, % от КоэфКаменЗольОкисленменего максифициные, ность, ность, визуБурые, ные, мальной ент k марки Ad , % ально 3Б мармощности Д, ДГ, ки Г СС, Т 0,1 До 20 До 25 До 20 До 10 Нет или слабая Низкие, до 40% 0,2 Более Более Более Более Окисленные 20 25 20 10 0,3 До 10 До 20 До 15 До 7 Нет или слабая 0,4 10-20 До 25 До 15 До 10 Нет или слабая Средние, 40-70 0,5 20-30 До 30 До 20 До 15 Нет или слабая 0,6 Более Более Более Более Окисленные 30 30 20 15 0,7 До 10 До 20 До 15 До 7 Нет или слабая 0,8 10-20 До 25 До 15 До 10 Нет или слабая Высокие, свыше 70 0,9 20-30 До 30 До 20 До 15 Нет или слабая 1,0 Более Более Более Более Окисленные 30 30 20 15 Для удобства сопоставлений, удельные расходы лучше представить и в условных единицах используя формулу: Ру(кг. у.т.)= Ру* Qri/7000 Дополнительно можно привести расчет ожидаемого снижения КПД котлоагрегата по сравнению с его паспортными данными при условии использования непроектного (рядового) топлива по формуле: 100*((100-(М*k))/100). - Приложение 5 КПД котлов и методы их определения В связи с изложенным в предыдущем разделе мы практически не рассматриваем один из важнейших вопросов теплоэнергетики, коэффициент полезного действия (КПД) котлов - уж очень много факторов влияет на данный показатель, а потому необходимо провести существенный объем исследований, по результатам которых и составить специальную работу. По определению КПД котла это относительное количество располагаемого (привнесенного с топливом) тепла за минусом потерь. Количество располагаемого тепла определяется как произведение массы сожженного угля на его низшую теплоту сгорания. Потери тепла происходят за счет: - потерь с уходящими газами (q2); потерь от химического недожога (q3); потерь тепла от механического недожога (q4); потерь тепла в окружающую среду (q5); потерь тепла с физическим теплом шлака (q6). Определение КПД котлов и величин потерь тепла определяется посредством испытаний котлов при разных нагрузках. Наиболее удобным в практическом использовании при обработке результатов испытаний котлов и более наглядным с точки зрения оценки влияния теплотехнических характеристик угля на КПД, по мнению авторов, является метод Я.Л. Пеккера, основанный на приведенных характеристиках топлива (зольности и влажности, отнесенных к теплотворной способности топлива). Испытания для определения фактических показателей работы котлов и его КПД предусматривают следующие работы: - ознакомления с технической документацией по котельной; - обследования состояния оборудования котельной и средств измерения; - проведения предварительных испытаний и выявления дефектов в работе котлов и вспомогательного оборудования; - предварительной тренировки участников испытаний. После подготовительных работ проводятся балансовые испытания котлов. Как правило, приходиться использовать переносные приборы, ввиду отсутствия штатных СИ. Минимальный перечень приборов приведен ниже: - газоанализатор типа Testo-330-2LL, анализ продуктов сгорания, температуры газов, воздуха; - портативные переносные расходомеры типа Взлет ПР, Днепр-7, измерение расхода воды через котел; - термометры, пирометры типа Testo 110,810, измерение температур воды, на входе выходе из котла; - термометр контактный ТК-5.05, измерение температур воды, воздуха; - дифференциальный манометр ДМЦ-01М с напорными трубками НИИОГАЗ, измерение давлений, разряжений по воздуховодам и газоходам котла; - измеритель токов типа APPA 103, определение фактических загрузок насосного оборудования, дутьевых вентиляторов, дымососов и др. оборудования. Во время испытаний проводится отбор проб угля, шлака, уноса для дальнейшего анализа в химической лаборатории ООО «НПП «Алтайский углеисследовательский центр». В упрощенной методике (Я.Л. Пеккера) определяющей является приведенная влажность, заложенная в основу коэффициентов уравнений и таблиц методики. Приведенные влажность Wп, зольность Ап определяется по формулам: Ап Wп А р 10 3 Qiр ,%·кг/ккал. W р 10 3 , %·кг/ккал. Qiр Коэффициент полезного действия котла определяется по формуле: 100 q 2 q3 q 4 q5 q6 , %, где q2, q3, q4, q5, q6 – потери тепла с уходящими газами, химическим и механическим недожогом, в окружающую среду, с физическим теплом шлака. Потери теплоты с уходящими газами: q 2 ( K ух С ) ( ух ух ух b t х.в. ) (0,982 0,00012 ух ) (1 0,01q 4 ) 10 2 , %, где: К, С, b – коэффициенты, зависящие от сорта и приведенной влажности топлива; υух, αух – соответственно температура уходящих продуктов горения, °С, и коэффициент избытка воздуха за последней поверхностью нагрева котла (за воздухоподогревателем); tх.в.- температура воздуха на всасе дутьевого вентилятора; q4 – суммарная потеря тепла от механического недожога, %. Коэффициенты К, С, b определяются: К=3,5+0,02Wп С=0,40+0,04Wп b=0,16. Потери теплоты вследствие химической неполноты горения рассчитывается по формуле: q 3 = a·( ух-ρ)·126,4·СО·(1+0,0006Wпр)·(100-q4)·10-3 ,%, где а – теоретически необходимый удельный расход воздуха на 4,186 кДж теплоты при полном сгорании 1 кг сухого топлива. Для основных энергетических топлив значение а принимается: для антрацитов, полуантраци- тов, тощих, каменных, и бурых углей (кроме канско-ачинских), сланцев и мазута 1,10; αух - коэффициент избытка воздуха за воздухоподогревателем; ρ – поправочный коэффициент, принимаемый равным: для твердых топлив – 0,02; СО содержание оксида углерода в уходящих газах, % объема. Потери теплоты от механической неполноты горения определяются по формуле: а пр Г пр а ун Г ун а Г q 4 7,83 A пр шл шл ,%, 100 Г пр 100 Г шл 100 Г ун где: Гун, Гшл - содержание горючих в уносе и шлаке, %; ун - доля золы в уносе, ун = Вун · (100 - Гун ) / Вп / /Ар ; шл - доля золы в шлаке, шл = 1- ун ; Вп - количество топлива, поданного в котел, кг/ч; Вун - количество уносимых из котла частиц, кг/ч. Потери теплоты котлом в окружающую среду q5 определяют при номинальной нагрузке по опыту эксплуатации. Пересчет на текущую нагрузку осуществляется по формуле: q5 = q5ном ·(Qном/Q), %, Потери тепла с физическим теплом шлака определяются: а (сt ) шл А р , %, q 6 шл Q iр где сшл, tшл – соответственно теплоемкость, кДж/(кг·К), и температура, °С, шлака (золы); ашл- доля золы в топливе. Результатом работ является определение КПД и удельного расхода топлива на единицу производимого тепла (кг.у.т./Гкал) при разных нагрузках (не менее 4-х). Основной ошибкой при определении КПД котлов является то, что исследования проводятся с использованием углей разного марочного и сортового состава, а чаще всего рядового угля. Это практически бесполезная работа, так как согласно ранее приведенным данным на значение КПД влияет множество факторов. Потому балансовые испытания (результатом которых и является установление КПД) рекомендуется проводить при каждой смене типа топлива. Гораздо правильней выполнять эти работы при условии использования проектного (сортового) топлива с последующей корректировкой значений КПД исходя из типа используемого твердого топлива на основе выявленных закономерностей. Приложение 7 Основные производители котельного оборудования Фирмаизготовитель ОАО "Бийский котельный завод" ОАО «Дорогобужский котельный завод»: ООО "КирросКотел" Котельный завод "Росэнергопром" ООО "СибирьПром" ТД ООО "СИБПРО МЭНЕРГО" Типы котлов Блочные типа КВ КЕВ и ДЕВ КВТС Производ., Гкал/ч. Типы топочных устройств Реквизиты от 0,4 до 1,6 от 1,4 до 14 Со всеми типами топочных устройств г. Бийск ул. П. Мерлина, 63, Тел. (3854) 40-63-20, 39-1945, 39-10-03, факс 24-24-06 от 4 до 20 В основном с механизированными колосниковыми топками. б/н от 0,4 до 0,8 б/н 1,25 и 1,6 б/н б/н от 0,4 до 0,8 1,25 и 1,6 С ручными топками С топками типа «шурующая планка». С ручными топками С топками типа «шурующая планка». ? г. Бийск. ул. О. Кошевого, 12, оф. 2, Тел. (3854) 34-85-02, факс 36-48-80 Алтайский край, г. Барнаул, ул.Трактовая, 2 Тел/факс (3852) 299-744 г. Бийск, ул. Щорса,16 Тел. (3854) 32-21-80,25-29-32 Факс. 32-21-86 г. Бийск. ул. Васильева, 64/1 Тел. (3854) 44-91-68 (пр.), 44-91-43, 45-03-19 Факс. 44-91-68 б/н от 0,4 до 0,8 С ручными топками б/н от 0,4 до 0,8 С ручными топками ОАО "Сибэнергомаш" б/н от 0,4 до 0,8 С ручными топками г. Барнаул,,пр. Калинина, 26 Тел. (3852) 77-75-20, Тел/факс 77-80-64, 77-53-54 ООО "Теплоавтоматика" б/н от 0,4 до 0,8 С ручными топками г. Бийск,ул. Петрова, 27 Тел. (3854) 35-19-38 Факс 35-19-37 ООО "Теплоцентр" б/н от 0,4 до 0,8 С ручными топками г. Бийск,ул. Нефтяная, 52/1 Тел/факс (3854) 33-80-97. Моб. 8-960-938-8655 б/н от 0,4 до 0,8 С ручными топками Алтайский край, г. Барнаул ул. Э Алексеевой, 69 Тел/факс (3852) 33-80-97 Моб. 8-960-938-8655 ОАО "Алтайводсервис" ООО «ЖКК» б/н от 0,1 до 3,15 С ручными и механическими топками г. Барнаул. Трактовая, 7/4. Тел/факс (3852) 299-726 Моб. 8-902-998-8368 Приложение 8 Алтайская торгово - промышленная палата Комитет по энергетике № п/п Наименование организации (предприятия) ООО «НПП «Алтайский углеисследовательский центр» ФИО руководителя, №№ телефонов, э/почта Переясловский И.В. (3852) 38-61-89 8-903-072-5353 Email: nppauic@mail.ru Основные виды деятельности Оценка качества и потребительской ценности угля; Организация эффективного углеснабжения
