Технология по переработке сланца номер один в мире!
+7 (921) 384-4391 
 email  Обратная связь    map  Карта сайта








История

Освоение технологии сжигания сланцев началось в СССР после второй мировой войны. В связи с ростом потребления электроэнергии в Ленинграде, Прибалтике и в целом на Северо-Западе страны перед энергетиками на период 1948-54 гг. была поставлена задача большой народнохозяйственной значимости: использовать местные низкосортные сланцы Прибалтийского бассейна для развития энергетики Северо-Запада СССР, что явилось новой, еще не изученной научно-технической проблемой. К 1944 году имелся только опыт сжигания отборного сланца в топках котлов небольшой мощности на эстонских электростанциях. В 1946 году в распоряжении энергосистемы были следующие электростанции:

Энергетическая мощность, МВт

Таллинская 12,5
Элламааская 6,0
Пюссинская 6,0
Улилаская 2,7
Кохраская 3,0
Всего 30,2

На электростанциях эксплуатировались котлы со слоевым сжиганием сланца на решетках различных типов, которые не соответствовали техническим требованиям к оборудованию для решения поставленных перед энергетиками задач.

Другие страны, располагающие большими запасами горючих сланцев, не имели тогда (как и теперь) положительного опыта сжигания сланца в энергетических котлах из-за чрезвычайно больших затруднений, возникающих при сжигании такого многозольного и низкокалорийного топлива.

В те же годы нарастала добыча сланца в Эстонии, т.к. вступали в строй крупные предприятия по переработке сланца с получением бытового газа и жидких продуктов, для строительства которых был создан специализированный трест "Сланцегазстрой". Переработка производилась в туннельных, камерных печах и газогенераторах, для работы которых требовался высокосортный кусковой сланец шахтной добычи. Технология такой добычи (с ручной сортировкой сланца в забое) приводила к накоплению в отвалах миллионов тонн отходов сланца, не находивших себе применения. Сланец открытых разработок и сланцевые отходы в связи с высокой засоренностью породой и низкой калорийностью вообще не использовались для переработки и в энергетике.

Реализация энергетической программы началась после принятия Государственным Комитетом Обороны Постановления от 10.06.1945 о восстановлении и развитии сланцевой промышленности Эстонской ССР.
На основании этого Постановления Ленинградским отделением института "Теплоэлектропроект" (ЛОТЭП, а ныне ОАО "СПбАЭП") была запроектирована первая послевоенная электростанция на сланце – ТЭЦ Кохтла-Ярве. На первой очереди ТЭЦ были установлены три котла фирмы "Рилейстокер" паропроизводительностью 60-75 т/час, разработанные фирмой для сжигания угольной пыли с теплотой сгорания 5 600 ккал/кг. Строительство первой очереди ТЭЦ осуществлено в 1946-1949 г.г., установленная мощность составила 24 МВт.

В 1946 году ЛОТЭП начал проектирование первой очереди ТЭЦ Ахтме, на которой были установлены два котла Барнаульского котельного завода типа ЦКТИ-75/39Ф паропроизводительностью 75 т/час, предназначенные для пылевидного сжигания угля. Основанием для использования этих котлов послужила их приемлемая работа на Сызранской ТЭЦ при сжигании волжского сланца. Эксплуатация этих котлов на ТЭЦ Ахтме проходила в очень тяжелых условиях, т.к. угольные котлы при работе на сланце в принципе могли нести только половинную нагрузку из-за вдвое меньшей калорийности топлива, а кроме того эстонский сланец по составу минеральной части существенно отличался от волжского и для пылевидного сжигания в угольном котле оказался непригоден. Располагаемая мощность первой очереди ТЭЦ составляла 22,5 МВт, а освоенная около 10 МВт.

При сооружении второй очереди ТЭЦ мощностью 25 МВт были применены два котла фирмы "Буккау", предназначенные для работы на германском буром угле, который оказался близким по характеристикам минеральной части к эстонскому сланцу. Котлы имели при таком же как у ЦКТИ-75/39Ф объеме топки более вертикальное ее развитие, лучшие аэродинамические формы и ряд других отличий от наших котлов. Опыт их эксплуатации оказался положительным и послужил основанием для реконструкции котла ЦКТИ, а после его испытаний – для создания специального сланцевого котла типа БКЗ-75/фсл Барнаульского котельного завода.

Такие котлы впоследствии были установлены на второй очереди ТЭЦ Кохтла-Ярве (ст.№№5-9) мощностью 24 МВт, третьей очереди ТЭЦ Ахтме (ст.№№5-7) мощностью 25 МВт и на ТЭЦ СПЗ "Сланцы" мощностью 75 МВт.

Таким образом в 1940-1950 годах сланцевая энергетика вышла на качественно новый уровень с использованием небольших котлоагрегатов среднего давления производительностью 60-75 т пара в час, что позволило использовать турбоустановки мощностью до 25 МВт, а также дало большой практический опыт сжигания сланца в камерных топках.

Новые электростанции решили проблемы тепло- и электроснабжения сланцеперерабатывающих предприятий и населенных пунктов в зоне их обслуживания, но не могли устранить нарастающий дефицит электроэнергии на Северо-Западе страны.

В 1954 году ЛОТЭП разработал "Схему электроснабжения Северо-Запада СССР на 1956-1965 г.г.", которая предусматривала строительство крупной электростанции на паре высокого давления на сланцевом топливе. Это предложение было обосновано, кроме балансов мощности и электроэнергии, тем, что в отсутствие собственного квалифицированного топлива на долю сланца должна приходиться значительная часть электрической выработки объединенной энергосистемы Северо-Запада.

Для новой электростанции требовалась разработка конструкции крупного котла высокого давления с температурой перегрева пара 540°С, поскольку мощные по тем временам турбины (100 МВт) создавались на эти параметры. Было очевидно, что переход от перегрева пара 400°С на котлах БКЗ-75 к 540°С будет сопровождаться большими трудностями, поскольку выполненный ранее масштабный переход (по мощности и параметрам пара) от малых котлов к котлам среднего давления сопровождался интенсивным загрязнением поверхностей нагрева и катастрофическим износом экономайзеров. Одновременно решались вопросы подготовки больших объемов топлива и удаления золы.

С учетом прогнозируемых трудностей освоения новых крупных электростанций Минэнерго СССР ограничило мощность новой электростанции величиной 300 МВт. Станция получила название "Прибалтийская ГРЭС" (ныне "Балтийская электростанция"). Строительство было начато в марте 1956 года, а в декабре 1959 года был введен в эксплуатацию первый агрегат. Всего на первой очереди было установлено три турбины типа ВК-100-6 и семь котлов типа ТП-17 Таганрогского котельного завода паропроизводительностью 220 т/час, 100 кгс/см2, 540°С. С вводом в 1960 году двух линий электропередач 220 кВ Приб. ГРЭС – Ленинград и Приб. ГРЭС – Рига была создана энергетическая система Северо-Запада. Это обстоятельство, а также нарастающий дефицит привозного топлива и электроэнергии обусловили расширение Прибалтийской ГРЭС за счет строительства второй, третьей и четвертой очередей. Всего на первых трех очередях электростанции было установлено 18 котлов типа ТП-17, 8 турбоустановок типа ВК-100-6, две турбины типа Р-12 для теплофикации г. Нарва. На четвертой очереди установили 4 дубль-блока по 200 МВт с котлами ТП-67 Таганрогского котельного завода и турбинами типа К-200-130 ЛМЗ.

Паропроизводительность котлов составляет 320 т/час при параметрах пара 140 кгс/см2, 540/540°С. Последний дубль-блок был введен в эксплуатацию в конце 1965 года. Предельная мощность станции по условиям загрязнения воздушного бассейна была принята 1 612 МВт. Годовой расход топлива при работе с максимально достигнутой мощностью составлял 12 млн. т (1978 г.). В качестве топлива для ГРЭС был определен сланец открытых разработок, шахтный сланец (в т.ч. от ПО "Ленинградсланец" 2,5 млн. т в год) и отходы – сланцевый штыб, скопившийся в шахтах и не находящий себе применения. Низшая теплота сгорания на рабочую массу была установлена на уровне 2 200 ккал/кг.

В начале 1960-х годов встал вопрос о необходимости дальнейшего покрытия острого дефицита электроэнергии на Северо-Западе страны и было принято решение о строительстве второй крупной электростанции на сланцевом топливе. Первоначально названная Ново-Прибалтийской, а позднее Эстонской ГРЭС. Начало строительства было в 1964 году, а окончание в 1973 году. Проектная установленная мощность составила 1 610 МВт. В отличие от Прибалтийской ГРЭС станция укомплектована восемью однотипными дубль-блоками в составе каждого:
- двухкорпусного котла типа ТП-101 Таганрогского котельного завода паропроизводительностью 640 т/час, 140 кгс/см2, 540/540°С,
- турбины типа К-200-130-2(6) ЛМЗ на параметры 130 кгс/см2, 535°С.

Топливом для станции определен эстонский сланец с местного карьера "Нарвский" с низшей теплотой сгорания 2 000 ккал/кг. Годовой расход топлива достигал 12,1 млн. т.

Опыт создания и эксплуатации этих электростанций, созданных по проектам ОАО "СПбАЭП" на базе оборудования российских заводов-изготовителей, является уникальным по мировым масштабам. Электростанции, построенные 40-60 лет назад, эксплуатируются и в настоящее время с высокой коммерческой эффективностью.

После распада СССР в структуре мощностей сланцевых электростанций были произведены следующие изменения:

по требованию Евросоюза по экологическим показателям были выведены из эксплуатации энергоблоки первой, второй и третьей очередей Прибалтийской ГРЭС, что снизило установленную мощность электростанции до 800 МВт;
проложен кабель Эстония – Финляндия для экспорта электроэнергии в Евросоюз;
на Эстонской и Прибалтийской ГРЭС произведена замена котлоагрегатов (на каждой по одному) на котлоагрегаты финской фирмы Фостер Виллер с циркулирующим кипящим слоем (ЦКС). Дальнейшего развития этот опыт не получил, а информация о работе новых котлов не публикуется. Новые котлы предназначены для работы на монофракции сланца.
Первоначально планировалась работа с фракцией 40 мм, однако поддерживать псевдоожиженный слой при таком размере куска сланца не удалось и пришлось перейти на монофракцию 20 мм. При существующих методах добычи сланца выход фракции 20 мм составляет 5-10% от общего объема добычи, т.е. если перевести все котлы на технологию ЦКС, то 90-95% добытого сланца пришлось бы отправить в отвал. Эксплуатация котлов с ЦКС экономически возможна только при наличии других потребителей сланца, не чувствительных к его фракционному составу.