В Казахстане 80% электроэнергии вырабатывают угольные станции

16.01.20 08:40

Научные сотрудники проводят испытания технологий, главная цель которых улучшение эффективности твердого топлива и значительное снижение выбросов в атмосферу.

 

Внутри совместной лаборатории «Чистых угольных технологий» в Школе инженерии Назарбаев Университета господствует химия. Здесь происходят испытания технологий, результаты которых могут оказать значительное влияние на процесс угольной генерации электроэнергии в Казахстане. Ведь около 80% электричества в стране вырабатываются станциями, работающими на угле.

 

С 2017 года научные сотрудники Назарбаев Университета по заказу АО «Самрук-Энерго» занимаются разработкой технологии топочных устройств котельных агрегатов для сжигания углей Экибастузского месторождения. Это твердое топливо, которое называют еще «энергетическим углем», отличается высокой зольностью и является труднообогатимым. Поэтому ученые изучают возможности использования технологии кипящего слоя (КС) и циркулирующего кипящего слоя (ЦКС)  для сжигания высокозольного угля.

 

 

«Представители «Самрук-Энерго» предоставили нам с разреза «Богатырь» партию угля для испытаний. Это было топливо с зольностью от 37 до 79%. Горение устойчиво протекало в режимах кипящего слоя и циркулирующего кипящего слоя и полученный результат такой - по этой технологии можно сжигать трудные угли, которые даже не считаются углями. Во-вторых, мы получаем чистую технологию, где выбросы оксидов азота составляют на уровне 200-300 миллиграмм в зависимости от зольности угля», - рассказывает научный руководитель проекта Калкаман Сулейменов.

 

И угольные технологии могут быть чистыми

 

Калкаман Айтбаевич является доктором технических наук и главным в cсовместной лаборатории «Чистых угольных технологий». Вместе с сотрудниками Школы инженерии, они, буквально с нуля, создали установку по сжиганию любого угля, собрали схемы подачи пара и кислорода, смонтировали сушилки, разработали газодинамические модели горения и газификации экибастузского угля и остальное необходимое оборудование для проведения опытов. Все это занимает целых три этажа лаборатории.

 

«Котлы технологии ЦКС, сегодня, наиболее экологически чистые. И опыты показали, что при сжигании высокозольного угля мы можем уловить до 80% серы только золой самого угля. – Показывая рукой на установку говорит Калкаман Сулейменов. - Получается, что улавливаются кальцийсодержащими элементами, которые находятся в золе. Степень улавливания золы высокозольного уровня доходит до 70%-90%, то есть мы получаем на выходе очень чистый газ».

 

Сплав молодости и опыта

 

В команде руководителя проекта Калкамана Сулейменова семь человек, в числе которых два докторанта,  магистрант и студент. За процессом сжигания угля в установке наблюдают с помощью щита управления. Температура в кипящем слое находится в диапазоне  от  853 до  870 градусов Цельсия, а в затворе – 814 градуса.

 

«Суть ЦКС в том, что вся топка и тракт – это реакционное пространство, в котором происходит дальнейшее выгорание углерода, с образованием и подавлением окиси серы и азота. Это пространство мы можем использовать как нам нужно», - поясняет научный руководитель проекта магистранту Назарбаев Университета Даулету Жакупову. Он обучается специальности «Химическая инженерия» и все свое свободное время проводит в «Совместной лаборатории чистых угольных технологий».  

 

«Участвовать в таком проекте – это колоссальный опыт. Вокруг меня такие люди работают, они учат многому, стараюсь брать знания по максимуму», - говорит магистрант Даулет Жакупов.

 

Даулет подходит к установке и производит сброс золы в ведро. Масса серого цвета, с красными прожилками, словно магма из вулкана, стекает в емкость.  Магистр, с восхищением, отметил: «Такой золы вы не увидите ни на одной станции». 

 

За манипуляциями молодого специалиста над задвижками котлоагрегата внимательно наблюдают старшие товарищи по цеху и энергетики с «Самрук-Энерго» - возможно здесь куются новые кадры для электростанций.

 

Когда наука на службе у производства

 

Проводимые исследования в университете, возможно, определят будущее угольной генерации.

 

По словам директора департамента «Производственная эффективность» АО «Самрук-Энерго» Владимира Асташова, который сотрудничает по проекту с научными работниками Назарбаев Университета, полученные опытные результаты в дальнейшем могут быть внедрены при строительстве новых угольных электростанций.

 

 

«Эта научно-исследовательская работа связана с проведением расчетов и разработкой технологической модели газодинамических процессов сжигания высокозольного экибастузского угля и отходов его обогащения в комплексной экспериментальной установке КС-ЦКС. Итогом данной работы будет разработка предложений по проектированию тепловых угольных станций с котлами КС и ЦКС»,  - отметил Владимир Асташов.

 

Проект по научно-исследовательским работам по теме «Разработка  технологии топочных устройств котельных агрегатов для сжигания высокозольных углей пласта №3 Экибастузского месторождения и обедненного угля/отходов обогащения угля» рассчитан на три года и завершится в 2020 году.

 

Дамир Айдаров (фото автора)

Читайте также: